高耐磨合金钢电弧喷涂药芯焊丝及应用研究

论文摘要

本论文研究成分配比不同的几种合金钢电弧喷涂药芯焊丝,在低碳钢表面进行喷涂形成高耐磨的高合金钢电弧喷涂涂层。测试电弧喷涂涂层的显微硬度、耐磨粒磨损性能、孔隙率以及与基体的结合强度;通过金相显微镜、环境扫描电子显微镜（ESEM）、EDS能谱仪等分析手段研究了电弧喷涂涂层的微观结构;分析了Al、Ni、B对涂层性能以及组织结构的影响。研究结果表明:喷涂药芯焊丝中Al含量的增加,并不能提高其结合强度。Al在电弧喷涂雾化阶段烧损较大,形成氧化铝,沉积在涂层表面时不利于金属雾化颗粒融合,成为夹渣,形成孔隙,降低涂层与基体的结合强度。因此Al含量增加,涂层的孔隙率增加,显微硬度与耐磨性下降。涂层中的B与Fe形成FeB与Fe2B的混合相,能与基体有效结合,与Ni形成Ni-Cr-B-Si系自熔合金,有良好的浸润性,因此B能促进涂层与基体的结合强度。此外,B还与C形成B4C硬质相,还能与Cr形成硼铬化物CrB,Cr2B硬质相,分布在涂层中,提高涂层的耐磨性。Ni在涂层中的主要作用是形成Ni-Cr-B-Si系自熔合金,提高涂层与基体的结合强度,对涂层的孔隙率、硬度以及耐磨性作用不明显。通过对涂层表面的磨损形貌分析,表明涂层表面的磨损机理为微观切削磨损机理,磨粒在涂层表面主要产生压痕而不是切屑。涂层中的孔隙与夹渣易于形成切屑,降低了涂层的耐磨性。用研制的药芯焊丝对搅拌车的落料槽进行电弧喷涂,有效地提高了使用寿命,取得了良好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 研究现状与运用
• 1.3 课题研究的主要内容与目标
• 2 耐磨合金钢电弧喷涂药芯焊丝研制
• 2.1 电弧喷涂药芯焊丝中合金元素成分设计
• 2.2 电弧喷涂过程中碳与合金元素的过渡行为
• 2.3 电弧喷涂药芯焊丝制备工艺
• 2.4 电弧喷涂设备与工艺参数
• 2.5 电弧喷涂药芯焊丝成分配比
• 2.6 电弧喷涂涂层性能检测方法
• 2.7 本章小结
• 3 Al、Ni、B 对电弧喷涂药芯焊丝涂层性能的影响
• 3.1 涂层的结合强度
• 3.2 涂层的组织结构与孔隙率
• 3.3 涂层的显微硬度
• 3.4 涂层的耐磨性
• 3.5 本章小结
• 4 高耐磨合金钢电弧喷涂药芯焊丝在工程车辆上的应用
• 4.1 工程车辆上工作部件的磨损问题及其解决方案
• 4.2 电弧喷涂技术在混泥土搅拌车搅拌落料槽上的应用
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献