堆焊Mo-Cr-Fe-B合金覆層的組織及性能研究

李子豪，潘應君，柯德慶，黃 遼，常智敏

(武漢科技大學材料與冶金學院，湖北 武漢，430081)

通過表面處理技術提高機械零部件的表面性能(如耐磨性、耐蝕性)是一種經濟有效的方法。堆焊技術能使母材表面獲得良好的耐磨、耐高溫、耐蝕、抗氧化等性能，而且在實際工藝操作上具有很大的靈活性[1]。常用堆焊合金根據合金成分及堆焊組織特點可分為鐵基[2]、鈷基[3]和鎳基[4]三大類。目前應用最廣泛的鐵基堆焊合金材料大多利用碳與合金元素形成碳化物，以碳化物為硬質點均勻地分布在韌性較好的基體中，從而提高堆焊層的硬度及耐磨性。硼化物系合金作為理想的覆層材料，因其優異的耐磨、耐腐蝕及耐高溫性能，且與基體結合程度好、原料成本低而備受重視[5-8]，但此類合金通過堆焊技術應用于表面性能改善的研究很少。為此，本文采用自制的Mo-Cr-Fe-B系藥芯焊絲通過堆焊法在Q235鋼母材表面制備覆層，并分析探討了該覆層的組織、性能及其成型過程。

1 實驗

1.1 試樣的制備

借助線切割機將Q235鋼切割成尺寸為50 mm×30 mm×10 mm的長方體試樣作為基體材料。自制焊絲藥芯化學成分如表1所示，將藥芯干燥、混勻后裝入外皮經拉拔處理后制成直徑為3.8 mm的焊絲，外皮為低碳冷軋H08A鋼帶。采用ZX7-315STG/ZX5-630型氬弧焊機及自制焊絲在基體材料表面堆焊覆層，堆焊工作電流為400 A。

表1 藥芯的化學成分(wB/%)

1.2 分析與測試

分析試樣取自堆焊所得覆層橫截面部位，在多功能ZEISS Axio plan2型光學顯微鏡(OM)下觀察試樣的金相組織；借助X’Pert PRO MPD型X射線衍射儀(XRD)對覆層進行物相分析；……