颗粒增强复合耐磨熔覆层制备及其性能研究

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1、颗粒增强复合耐磨熔覆层制备及其性能研究摘要WC-钢复合材料具有广泛的工艺特性、良好的物理及机械综合性能、优异的化学稳定性，在切削刀具、无屑金属加工的工具、耐磨结构零件、工模具等方面有广泛的运用。本文采用改进的电弧喷涂技术及氩弧重熔工艺在45‘钢基体上制备出了颗粒增强wC一钢复合熔覆层材料，并对其进行了适当的热处理。采用金相显微镜、X一射线衍射仪(XRD)、X一射线能量损失谱仪(EDS)、场发射扫描电镜(SEM)分析了喷涂层材料的微观组织、结构以及涂层结合区的组织特征和熔覆层材料的微观组织、结构以及磨损表

2、面形貌；通过显微硬度计测量了喷涂层和熔覆层的硬度，利用MM．200型滑动磨损试验机对熔覆层材料的磨损性能进行了测试，探讨了复合熔覆层材料的磨损特性及机制。试验结果表明：复合熔覆层组织较其喷涂层组织更加均匀细小，熔覆层与基体之间过渡区显微硬度梯度较为平缓；喷涂层与基体之间主要是机械结合，而熔覆层与基体之间为良好的冶金结合：磨损量随磨损时间的变化特性曲线表明含40wt％WC的熔覆层材料的体积磨损量要比含35wt％WC的熔覆层材料的体积磨损量大而比分别含有25wt％WC和15wt％WC的熔覆层材料的的体积磨损

3、量小；含40wt％WC的熔覆层材料的浅层剥落较之含35wt％WC的熔覆层材料的剥落严重，较之分别含有25wt％WC和15wt％WC的熔覆层材料的犁削要少，因此含40wt％WC的熔覆层材料的磨损机制主要为轻微剥落和微切削；而含35wt％WC的熔覆层材料具有最佳耐磨性，其磨损机制主要为微切削和轻微剥落；含25wt％WC的熔覆层材料的磨损机制主要为轻微剥落+较为严重的微切削；含15wt％WC的熔覆层材料的磨损机制主要为粘着磨损+微切削。关键词：电弧喷涂氩弧重熔组织耐磨性能磨损机制Manufacturingte

4、chniqueandpropertiesofwearresistantparticlereinforcedcompositecoatingsbyArgonArcCladdingAbstractsWC—steelcompositematerialsarewidelyusedincuttingtools，metalworkingtools谢n1non—filings，wear-resistingcortstructuralparts，anddies，becauseoftheirwidespreadcraft

5、characteristic，goodphysicalandmachinicalpropertiesandoutstandingchemicalstability．Compositewear-resistantcoatingsreinforcedbyWCparticleswerecoatedonthe45steel’ssurfacebymeansofmodifiedarcspraytechnique，remeltedbyargonshieldedarcremelting，andheattreatedpr

6、operly．Themicrostructure，phasecompositionsandworesurfaceofthecompositecoatingwasinvestigatedbymeansofmetallographicmicroscope，scanningelectronmicroseopy(SEM)，X—raydiffraction(XRD)，andenergydispersivespectroscopy(EDS)．Tbemicrohardnessofcompositecoatingswa

7、smeasuredbythemicrohardnesstester．Theweal"resistanceofthecompositecoatingslidingagainst45‘steelwasvaluatedusingallMM-200testriginaring·-on-blockconfigurationunderunlubricatedcondition．Wearcharacteristicsandmechanismofcompositewear-resistingcoatingsweredi

8、scussedinthispaper．TheresultsindicatetllatthemicrostructureofcompositecoatingsafterargonshieldedareremeltedaremorehomogeneousandthinnerthanWC—steelcompositecoatingsafterarcsprayed，Thereisagoodhardnessgradientlayerinthevici