煤化工高參數(shù)球閥密封面耐磨材料與激光強化工藝研究.pdf

1、高參數(shù)耐磨球閥是現(xiàn)代煤化工高壓、高溫工況條件下重要的零部件，而其密封面要求的高硬度等使用性能直接影響閥門的服役壽命。一直以來，由于硬度與工藝實現(xiàn)存在矛盾，耐磨面硬度越高，工藝實現(xiàn)越困難，為此在以往的工程應用基礎上開發(fā)一種高硬度材料，采用激光工藝熔覆球面實現(xiàn)耐磨熔覆層硬度達62HRC以上結果?？傮w可以提高煤化工裝置的使用周期，提高裝置工作效率，降低成本。
　　本文開發(fā)出一種復合粉末材料。以Ni60合金粉末為基礎，添加45％WC及其它

2、元素，實現(xiàn)合金的固溶強化、第二相強化、晶界強化,WC顆粒硬質項的結晶原理，適量添加了 Si、B和 Y2O3等納米物質作為強化元素。結合相計算原理，對粉末配方進行微調元素含量，運用理論控制有害相的生成。使用激光熔覆工藝進行表面熔覆，并對激光熔覆層組織進行顯微分析和力學性能、硬度及結合強度等試驗與分析，最終確定了粉末最優(yōu)成分配方為 Ni60+45%WC復合粉末。
　　激光熔覆層組織顯微結構分析結果表明：復合粉末經(jīng)激光熔覆，熔覆金屬與基

3、體宏觀形貌反映結合狀況，界面結合處是良好的冶金結合，結合區(qū)無明顯氣孔、裂紋。多層多道合金的組織主要由胞狀晶及硬質項彌散分布。EDS和 XRD物相分析得到：金屬基體 Cr4Ni15W的固溶體和具有硬質特點的 WC顆粒彌散分布。熔覆層組織中 WC顆粒相的面積分數(shù)約43%。大量彌散分布的球狀 WC顆粒保證了涂層組織具有較高的強硬性。
　　顯微硬度測試表明：常溫下，Ni60+45%WC復合粉末激光熔覆層多層熔覆后的平均顯微硬度為63-64