1Cr18Ni9Ti表面氩弧熔覆WC涂层工艺及组织研究37309020

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1、题目：lCN8Ni9Ti表面氮弧熔覆WC涂层工艺及组织研究院（系）：班级：姓名：学号：指导教师：孟君晟本科毕业论文开题报告题目lCrl8Ni9Ti表面氮弧熔覆WC涂层工艺及组织研究来源自拟题目1、研究目的和意义近年来，随着现代工业的迅速发展，不锈钢在金属制品、建筑装潢、机械工程、电子电机、交通运输等行业中的用途越來越广。很多机械零部件要在高温、高压、高速或高度口动化的条件下长期稳定地工作，因而对材料的性能提出了很高的要求。过去在生产屮我们常常选用一些高合金、高强度的钢，釆用传统的渗碳、表而淬火等方法使零件的性能达到使用要求。然而高性能材料的成本往往很高，实际应用中大部

2、分的零部件仅要求表面有较高的硬度、好的耐磨性和耐蚀性，而屮心部分则要求有较好的韧性。因此，利用表面工程技术，在金属材料表面生成一层性能优异并与基体材料结合牢固的涂层，就显得尤为重要。本课题研究的意义在于不改变奥氏体不锈钢的心部软、耐蚀的特性，通过改善不锈钢表面的组织、性能，使廉价的普通钢材表面具有较高的换度和耐磨性，最终达到改善材料表面性能，提高零件的使用寿命的现实意义。对于在工业生产屮的大型零部件，如锅炉管道，表面不仅要求冇较高的强度，而且必须具冇较高的耐磨性。所以，利用氮弧熔覆技术制备耐磨涂层具有很重要的现实意义。本项冃用氮弧熔敷方法，在不锈钢表而形成鎳辂合金涂层

3、，并对涂层的组织、性能及工艺进行研究，最终确定最佳的工艺参数。2、国内外发展情况(文献综述)不锈钢通常是w(Cr)=12%〜30%的铁基耐蚀合金，既是耐蚀材料，又是耐热材料，还可以作为低温材料、无磁材料、耐磨材料，因而广泛应用于宇航、化工、汽车、能源等行业。依据不同的组织结构，可分为铁素体、马氏体、奥氏体和双相不锈钢。lCrl8Ni9Ti是奥氏体不锈钢，含Cr量为17.00〜19.00%,有良好的耐腐蚀、耐高温、耐低温、外观精美等特性，用途非常广泛，是国民经济发展的重要钢铁材料。随着生产和科学技术的发展以及人民生活水平的不断捉高，不锈钢的需求量在迅速增长，不锈钢的应用

4、领域也在不断拓宽〔"I。为了改善不锈钢性能，研究合金成分、组织结构、性能三者之间的变化规律，获得所需要的性能就至关重要。然而传统的热处理工艺对改善不锈钢的性能总是不尽如人意，不是牺牲塑韧性，就是牺牲耐蚀性以获得高的硬度。因此，传统的方法很难达到我们的使用要求。而熔覆技术作为一种新型的工艺方法，它建立在堆焊的基础上，通过合理的工艺，在稀释率尽可能低的情况下，获得高硬度和耐蚀性的表而合金层。所谓熔覆就是将经过特殊处理的合金粉末用某种粘结剂调合后，均匀地涂在基休表面上，在严格控制温度的情况下加热烘干，然后用某种高温热源进行处理，使合金粉末熔化，最终熔覆材料与基体形成一种冶金

5、结合层卩⑷。一般涂层选用碳化物的硬质相，女owe、TaC、Tie、SiC和Cr3C2^,可显著提高涂层的耐磨性。WC硕质相具有高熔点、高硬度、耐腐蚀并能很好地被Co、Ni、Fc等金属熔体润湿等特点,能很好的与基体相结合形成涂层。常见的熔覆方法有氧■乙块焰熔覆、感应熔覆、氨弧熔覆、激光熔覆、等离了熔覆等儿种〔讥(1)氧■乙烘火焰熔覆近年来，随着对激光熔覆技术和工艺研究的逐渐深入，用等离子弧、高频感应、电子束、氮弧等作热源的熔覆方法也在不断出现，但对以火焰作热源的熔覆研究较少。原因是：一、火焰的输出温度比较低，二、火焰能使碳化餌氧化。因此以氧乙规焰为热源，在银基合金的基础

6、上，添加铸造碳化钩硕质颗粒，制备银基/铸造碳化鹄合金熔覆层用途不多。文献⑹报道了火焰熔覆鎳基/铸造碳化钙熔覆层在犁锌上的应用，熔覆材料选取Ni60A自熔性合金粉末和铸造碳化钩粉末混合物，其屮铸造碳化磚的质量分数为40%、粒度为200〜3200,最终得到性能良好的熔覆层。这是因为Ni60A口熔合金粉末中大量的B、Si、C等非金屈元素在熔覆过程中的造渣、脱氧作用可冇效避免熔覆层屮夹渣和氧化物的产生，致使熔覆层致密度高，孔隙率小，减少了熔覆层磨损时产牛脆性剥落的可能性，从而使熔覆层具有良好的耐磨性能。经过物相分析表明：熔覆层组织屮同吋存在亚共晶组织、共晶组织和过共晶组织，这

7、3种组织的冇机结合，使涂层既有高駛度的驶质点，又冇能大量吸收冲击功的奥氏体，从而使熔覆层貝有高耐磨性。基于此，氧•乙炊火焰熔覆技术在农作工具上还有广阔的发展空间，而且这种熔覆技术推动激光熔覆和氟弧熔覆的发展。(2)感应熔覆感应熔覆技术是将磁导率、电阻率与基体材料不同的合金粉末预先涂敷于基体表面，利用感应线圈中的交变磁场在工件中产生涡流，涡流的趋肤效应产生的热量熔化合金涂层，从而使涂层与基体实现冶金结合，达到强化基体的目的⑺叽感应熔覆技术具有快速加热的特点，存在电磁力作用而使液态熔覆材料对流，虽然元素扩散的时间短，但也可使反应较为充分，具有涂层稀释率相