【正文】 性的試樣在含有100ml 水和 10gCrO3 的溶液中進(jìn)行腐蝕。實(shí)驗(yàn)步驟 ，除另有說(shuō)明外 ，均按照 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范程序 A 來(lái)進(jìn)行測(cè)試。將每個(gè)被測(cè)試的樣品旋轉(zhuǎn) 2400 轉(zhuǎn)并且使樣品每 400 轉(zhuǎn)的失重達(dá)到 重量損失換算成體積損失（磨損率） ，同時(shí)考慮涂層的密度，假設(shè)等離子弧焊涂層的密度相當(dāng)于供給粉末 的密度并且在堆積層中沒(méi)有孔隙。其最基本的特征如表 1 所示。最近利用電子顯微鏡分析方法證實(shí)這種馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在最初的磨損表 面。 鐵基涂層 1 導(dǎo)言 采用高密度能源 的 堆焊技術(shù)，如電弧和激光，為了提高材料表面 的 耐磨性和耐腐蝕性已得到了廣泛的應(yīng)用 。結(jié)果表面，由于armacor M 具有更高的硬度和更多的硼化物顆粒，因此在各種 磨損測(cè)試研究中表現(xiàn)出比armacor C 更好的耐磨性。 為了上述目標(biāo)的完成，本課題將進(jìn)行如下的研究?jī)?nèi)容：本文系統(tǒng)研究了高鉻鑄鐵高頻堆焊下不同組織、成分的高鉻鑄鐵堆焊層的耐磨性能。 目 標(biāo) 和 要 求 通過(guò)比較亞共晶、共晶、過(guò)共晶組織高鉻鑄鐵的耐磨料磨損能力，找出耐磨料磨損性能最好的高鉻鑄鐵組織。 （ 2）與亞共晶和共晶成分的高鉻鑄鐵相比，過(guò)共晶高鉻鑄鐵耐磨復(fù)合層具有較好的耐磨料磨損和較好的工藝性能。由于其六方柱狀型碳化物 73MC增加，提高了組織的致密度，使硬度增加，試樣的耐磨性能有所提高 約為 。由于除共晶組織外，組織中出現(xiàn)了部分粗大六方柱狀初生 73MC型碳化物，因此復(fù)合層硬度大大提高，達(dá)到 。 13 圖 1號(hào)試樣的金相組織 Metallographic structure of sample 2號(hào)試樣合金復(fù)合層碳當(dāng)量 CE=w(C)+0． 05［ w(Cr)］ =%+*%=%， 為亞共晶 高鉻鑄鐵，組織為亞共晶組織。因此魏氏組織通常伴有粗晶組織。當(dāng)魏氏組織中的鐵素體形成時(shí)，鐵素體中的碳擴(kuò)散到兩側(cè)母材奧氏體中，從而使鐵素體中的奧氏體碳濃度不斷增加，最終轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。 （ 3） 打磨試樣 分別將 試樣 的堆焊 表面和含復(fù)合層的面 在砂輪機(jī)上打磨較小平面，打磨平為止，再依次在 100、 200、 400、 600、 800、 1000砂紙上 打磨，磨好后（以產(chǎn)生鏡面為準(zhǔn)），在拋光機(jī)上拋光，而后用鹽酸苦味酸酒精溶液腐蝕，用酒精洗凈，烘干。氟化鈣不但能起到除去合金顆粒表面氧化膜及改善合金粉末與鐵液浸潤(rùn)性的作用，它還是造渣劑，能溶解并吸收高熔點(diǎn)氧化物，同時(shí)又是一種表面活性劑，能減小鐵液的表面張力，而且造渣后上浮，改善覆層質(zhì)量。生成的硼酸鹽以渣的形式 浮在覆層表面，既能達(dá)到除去 氧化膜的目的，又能起到機(jī)械保護(hù)作用。當(dāng)加入一定量高活性焊劑，合金層粉末未完全熔化時(shí)，首先發(fā)生的是粉末顆粒間的局部 ―搭橋 ‖導(dǎo)通，然后整個(gè)粉末層幾乎同時(shí)熔化。在 3MC， 73MC， 23 6MC 型碳化物中 3Fe Cr C7（ ， ） 型碳化物的硬度最高，這對(duì)提高鑄鐵的耐磨性是有利的【 3Fe Cr C（ ， ） 型硬度為 1000～ 1230HV, 3Fe Cr C7（ ， ） 為 1300～ 1800HV, 6Fe Cr C23（ ， ） 約為 1140HV】隨著鉻元素的增加，硬質(zhì)相73CrC , 23 6CrC 的數(shù)量也逐漸增加，所以堆焊層的硬度也就隨著增加，堆焊層耐磨性也隨之迅速提高。高鉻鑄鐵是一種以鐵碳鉻為基本成分的多元合金，其碳化物主要是 M7C3型，這種碳化物的硬度高 ,并呈不連續(xù)的條塊狀、顆粒狀。目前，雙金屬?gòu)?fù)合材料一般在磨損嚴(yán)重或者腐蝕性的條件下工作以及在一些承受高周疲勞的齒輪和軸類的零件中使用 [34]。 6 為了上述目標(biāo)的完成，本課題將進(jìn)行如下的研究?jī)?nèi)容： 本文系統(tǒng)研究了高鉻鑄鐵高頻堆焊下不同組織 、 成分的 高鉻鑄鐵 堆焊層的 耐磨性能。因此，廣泛采用堆焊工藝修復(fù)舊零件，對(duì)節(jié)約材料、節(jié)省資金、彌補(bǔ)配件短缺、縮短制造周期等具有重要的意義。目前常用的過(guò)渡層材料有 00Cr24Ni13,該材料適用于 400℃ 以下作業(yè)的淬火敏感性鋼種。因其具有很多優(yōu)點(diǎn)如熔深淺、稀釋率低、生產(chǎn)效率高、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、經(jīng)濟(jì)效益顯著等是其他堆焊方法難以相比的 [5],[14]。 合金粉末中的熔劑造渣并覆蓋在平靜的熔池上，最后形成一層薄而均勻的合金焊層。等離子弧堆焊電流和電弧電壓相對(duì)于弧長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)的變化不敏感，即使在弧柱較長(zhǎng)時(shí)仍能保持穩(wěn)定燃燒，沒(méi)有自由電弧易飄動(dòng)的缺點(diǎn)。等離子弧與一般電 弧的最大區(qū)別是，等離子弧在噴嘴內(nèi)受到 ―壓縮 ‖，而一般電弧是自由電弧。由于是惰性氣體保護(hù)，堆焊層質(zhì)量?jī)?yōu)良，適用于不銹鋼和有色金屬的堆焊。但自動(dòng)埋弧堆焊的熱量輸入較大，堆焊熔池大，稀釋率比其他電弧堆焊方法高。埋弧堆焊的實(shí)質(zhì)與一般埋弧焊接沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，自動(dòng)埋弧堆焊與一般的自動(dòng)埋弧焊大致相同，所采用的設(shè)備完全是自動(dòng)埋弧焊的設(shè)備。 由于手工電弧堆焊熔深較大，稀釋率較高，堆焊層硬度和耐磨性下降，所以一般需堆焊 2～ 3 層。因此凡是屬于熔焊的方法都可以用與堆焊。磨損可導(dǎo)致設(shè)備構(gòu)件的壽命下降，嚴(yán)重的，還會(huì)引起 機(jī)械設(shè)備的事故，降低勞動(dòng)生產(chǎn)率，進(jìn)而造成社會(huì)資源的浪費(fèi)，限制了工業(yè)向現(xiàn)代化和自動(dòng)化的發(fā)展。 關(guān)鍵詞 ： 高頻堆焊 ； 高鉻鑄鐵 ； 耐磨 ii Abstract In the mechanical parts wearing, Abrasion has been a large proportion. Wearingresisting lay of high chromium cast iron was pounded on the low carbon steel plate with Highfrequency pounding methods. At the same time that can have the advantage of two materials, meet the requirements of toughness and Wearability of parts. This article process metallographic analysis of the high chromium cast iron with different position, and measure the hardness of surfacing, analysis the relations between different position of high chromium cast iron and Wearability. The results show that the Hyperectectic high chromium cast iron have Excellent Wearability pare with thehypoeutectic and Eutectic high chromium cast iron. Keywords: Highfrequency pounding 。實(shí)驗(yàn)得出，與亞共晶、共晶組織的高鉻鑄鐵相比，過(guò)共晶高鉻鑄鐵具有更好的抗磨料磨損性能。各種機(jī)械及零部件幾乎都存在磨料磨損。 各種堆焊方法的比較 堆焊是熔焊的一個(gè)分支是金屬晶內(nèi)結(jié)合的一種熔化焊接方法。手工電弧堆焊主要用于堆焊形狀不規(guī)則或機(jī)械化堆焊可達(dá)性能差的工件。其目的是為了增強(qiáng)材料表面的耐磨、耐腐蝕等性能。自動(dòng)埋弧堆焊的電弧在焊劑層下進(jìn)行，無(wú)飛濺和電弧輻射，勞動(dòng)條件好，焊絲熔化形成 的堆焊層平整光滑，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率高，堆焊層成分穩(wěn)定。氬弧焊除了被廣泛用于一些有色金屬、特殊合金鋼的焊接外，還被應(yīng)用于一些特殊材料的堆焊。 等離子弧堆焊 等離子弧是由特殊結(jié)構(gòu)的等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的，用于堆焊的等離子弧是由特制的等離子槍體產(chǎn)生的。 （ 2） 等離子弧熱穩(wěn)定性好 等離子弧中的氣體是充分電離的，所以電弧更穩(wěn)定。堆焊 時(shí)，零件的堆焊部位覆蓋一層粉狀合金材料，并放入感應(yīng)器內(nèi)加熱，使合金層與基體發(fā)生良好的冶金結(jié)合。 通過(guò)對(duì)以上各種堆焊方法的比較，可以得出高頻感應(yīng)堆焊是最 適合耐磨層堆焊的焊接方法。模具鋼具有較高的碳和合金元素含量，堆焊時(shí)往往需要先堆焊過(guò)渡層。例如，堆焊舊軋輥的費(fèi)用僅是新軋輥的30%左右，而使用壽命卻比新軋輥高。 研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容 本文 主要 研究高頻堆焊情況下高鉻鑄鐵 /Q235復(fù)合中 的 亞共晶、共晶、過(guò)共晶組織高鉻鑄鐵的耐磨性能 。另外，制作的雙金屬?gòu)?fù)合材料不僅要其整體具有良好的綜合性能，同時(shí)還需要保持兩種金屬自身的特點(diǎn)。為了制備具有優(yōu)良抗磨能力的篩板，首先需要了解高鉻鑄鐵中各種元素的作用和組織的形成條件。 隨合金中鉻含量的增加，碳化物的形式由 3Fe Cr C（ ， ）型 ? 3Fe Cr C7（ ， ） 型 ? 6Fe Cr C23（ ， ）型（即 3 7 3 23 6M C M C M C??） ,一般 3MC型碳化物為連續(xù)網(wǎng)狀或板狀形貌，而 73MC和 23 6MC型碳化物為條狀或條塊狀形貌，即 73MC和 23 6MC型碳化物較 3MC型碳化物的連續(xù)性低，故含有 73MC和 23 6MC型碳化物白口鑄鐵的韌性比含有 3MC型碳化物白口鑄鐵的要好。當(dāng)不加焊劑或只加少量低活性焊劑時(shí)，粉末層的熔化是從粉末層 /基體的界面開(kāi)始逐漸向兩側(cè)推進(jìn)的。硼酐的熔點(diǎn)為 580℃ ，能與鐵、銅等的氧化物形成易熔的硼酸鹽。氟化鈣能夠有效去除鉻、硅等的氧化物，但氟化鈣熔點(diǎn)很高 (1403℃ )，對(duì)降低熔劑熔點(diǎn)不起作用，故只加少量。 （ 2）高頻堆焊 啟動(dòng) GP100C3高頻感應(yīng)加熱爐，待運(yùn)行穩(wěn)定后，將試樣以 過(guò)高頻感應(yīng)線圈進(jìn)行復(fù)合，堆焊完成后，空冷至室溫。針狀鐵素體可以從奧氏體中直接析出，也可以沿奧氏體晶界首先析出網(wǎng)狀鐵素體，然后再?gòu)木W(wǎng)狀鐵素體平行的向晶內(nèi)生長(zhǎng)。奧氏體晶粒越粗大，越容易形成魏氏組織，形成魏氏組織的含碳量范圍變寬。 因此試樣的硬度較底， HRC為 ,耐磨性相對(duì)較差 [1]。 碳化物含量（ %） 為 %，其組織為初生柱狀 73MC碳化物 +共晶碳化物 +(馬氏體 +奧氏體 )基體。 碳化物含量（ %） 為 %， 其組織中的碳化物主要為六方柱狀 73MC，并出現(xiàn)部分 23 6MC型碳化物。 堆焊金屬性能穩(wěn)定，復(fù)合工藝簡(jiǎn)單實(shí)用。 18 參考文獻(xiàn) [1] 吳振卿 , 張治青 . 高鉻鑄鐵復(fù)合耐磨層耐磨性能的研究 . 鑄造設(shè)備研究 , (02) (2021), 5356 [2] 沙成斌 , 湯文博 , 孫玉福 , 劉榮 , 崔金鶴 . 熔劑對(duì)高頻熔覆耐磨覆層工藝性能的影響 . 熱加工工藝 , 35(15)( 2021), 108111 [3] 子澍郭海波 . 亞共晶高鉻白口鑄鐵不抗磨的原因 . 現(xiàn)代鑄鐵 , 5 (2021), 210215 [4] 熊博文 , 吳振卿 , 張軍 . 載荷對(duì)高鉻鑄鐵磨料磨損的影響 . 熱加工工藝 , (5)(2021),3541 [5] 王娟 . 表面堆焊及熱噴涂技術(shù) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. 7 [6] 張合超 , 閆興義 . 焊料成分對(duì) 高 頻堆焊性能 的影響 . 鐵道機(jī) 車車輛工人 , (12)( 2021)3334 [7] 趙中玲 . 高鉻鑄鐵磨損性能的研究 . 黑龍江交通科技 , (5)(2021) [8] 鄭中甫 , 孟祥東 , 張茂勛 , 何福善 . 碳含量對(duì)高鉻鑄鐵性能的影響 . 熱加工工藝 , (9) (2021) [9] 楊威 , 魏建軍 , 黃智泉 . 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