碳化鎢顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基高頻感應(yīng)堆焊層組織及性能的研究.pdf

1、堆焊技術(shù)是表面處理技術(shù)的一個(gè)重要分支，其中近些年發(fā)展起來(lái)的感應(yīng)堆焊技術(shù)更是具有十分巨大的應(yīng)用潛力。在各種合金粉末中鐵基合金粉末因極高的性價(jià)比而被廣泛使用。為了更高層次的增強(qiáng)高頻感應(yīng)高鉻鑄鐵基堆焊層的耐磨性，以延長(zhǎng)其壽命，本文利用高頻感應(yīng)堆焊技術(shù)在Q235鋼表面制備碳化鎢增強(qiáng)高鉻鑄鐵基的堆焊層。
　　本文首先對(duì)高頻感應(yīng)堆焊的工藝參數(shù)及堆焊后的冷卻處理方式進(jìn)行了優(yōu)化，然后制備了高鉻鑄鐵基堆焊層和分別含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％、20％、30％

2、、40％、45％鑄造碳化鎢顆粒的高頻感應(yīng)堆焊高鉻鑄鐵基堆焊層，運(yùn)用金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀器以及硬度計(jì)研究了堆焊層的宏觀形貌、組織結(jié)構(gòu)、物相種類及硬度、耐磨性，結(jié)果表明，碳化鎢含量為40％的堆焊層整體效果最佳。在優(yōu)化后的高頻感應(yīng)堆焊工藝下，堆焊層表面光滑、致密、平整及無(wú)明顯裂紋;堆焊層的微觀組織為明顯的快速凝固組織。高鉻鑄鐵基堆焊層中主要相為γ-Fe和M7C3((Cr，F(xiàn)e)7(C，B)3)，碳化鎢增強(qiáng)高鉻鑄鐵基堆焊層中主要物

3、相為γ-Fe、M7C3((Cr，F(xiàn)e)7(C，B)3)、WC及W2C等。隨著碳化鎢含量的增加，堆焊層中共晶組織更加均勻，細(xì)致，碳化物增多，主要類型有M7C3、M3C、M23C6等。
　　對(duì)碳化鎢顆粒在堆焊層中的形貌及組織變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明，堆焊過(guò)程中，碳化鎢顆粒都變得圓滑，但體積分?jǐn)?shù)變化不大，其溶解的部分與基體金屬形成碳化物，主要類型是M6C((W，F(xiàn)e)6C)，且隨著碳化鎢含量的增加，這類碳化物會(huì)由晶界轉(zhuǎn)向晶內(nèi)，這大大提高了

4、堆焊層的整體性能。
　　本文對(duì)高頻感應(yīng)堆焊層中的碳化鎢顆粒的溶解擴(kuò)散燒損情況進(jìn)行了評(píng)估，得到一個(gè)半定量公式R=η/1-η×b/M。該公式可以評(píng)估不同碳化鎢顆粒含量和不同碳化鎢顆粒粒度的堆焊層中陶瓷相的燒損程度。
　　高鉻鑄鐵基不含碳化鎢的堆焊層橫截面的非邊緣部位的洛氏硬度約為60.8HRC，而碳化鎢顆粒含量為40％時(shí)達(dá)到最高值，為63.8HRC。在試樣的縱截面，沿母材向堆焊層表面方向，顯微硬度先升高后降低，主要是碳化鎢顆粒主

5、要集中在堆焊層與母材的結(jié)合處，其中碳化鎢含量為40％時(shí)試樣的結(jié)合處組織比較均勻，顯微硬度值的最大值為1005HV。另外堆焊層的磨損形式主要為微觀切削、犁溝，碳化鎢含量為40％時(shí)試樣的堆焊層耐磨性最佳，犁溝很淺。
　　制備了三層碳化鎢（含量為40％）顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵基高頻感應(yīng)堆焊層，三個(gè)層的厚度分別為約1mm，約2mm及約3.5mm，通過(guò)掃描電鏡圖片可知，三層堆焊層之間沒(méi)有明顯的界限。堆焊層表面平整，組織致密均勻，無(wú)夾雜等缺陷。采用