钢基底表面钨极氩弧熔覆SiC涂层制备工艺及耐磨性能的研究.pdf

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1、材料热处理技术~Material&HeatTreatment2012年4月钢基底表面钨极氩弧熔覆SiC涂层制备工艺及耐磨性能的研究焦少彬，肖良红，易沛林，龙涛f湘潭大学机械工程学院，湖南湘潭4l1105)摘要：采用钨极氩弧熔覆，在碳钢基体表面采用不同工艺方法制备了含有SiC粉末和铁的涂层。利用扫描SEM、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机分别对不同涂层的微观形貌、洛氏硬度和摩擦磨损特性进行了分析。结果表明：Si的含量由表向里逐渐减少，氩弧熔覆过程中SiC颗粒发生分解，形成了碳化物。由于碳化物的存在，熔覆层硬度达到45．8HRC以

2、上，比基体硬度提高一倍以上；摩擦系数较基体有所提高，磨损体积比基体小，具有良好的耐磨性。关键词：钨极氩弧熔覆；SiC涂层；微观组织；耐磨性能中图分类号：TG146文献标识码：A文章编号：1001—3814(2012)08．0138—03ResearchonProcessingTechnologyandWearResistanceofSiCCoatingonSteelSubstrateEnhancedbyTungstenArcWeldingJIAOShaobin，XIAOLianghong，YIPeilin，LONGTao

3、(SchoolofMechanicalEngineering，XiangtanUniversity，Xiangtan411105，China)Abstract：Thein—situSiCparticlereinforcedcompositecoatinglayerwasproducedbyTungstenarcweldingwithdiferentprocessingparameters．Microstructureofthesecoatingswereanalyzedbyscanningelectronmicrosco

4、py(SEM)．Rockwellhardnessandanti-·wearingpropertiesweremeasuredusingvickersrockwell-·hardnesstesterandwearingtestingmachine，respectively．TheresultsshowthatcarbidesareformedduetodecompositionofSiCparticles．TheSicontentofthecoatingreducesgraduallyfromthesurfacetoins

5、ide．Thecompositecoatinglayerhashighersurfacerigiditywhichexceeds45．8HRCandbeaerabrasionresistanceproperties．ThefrictioncoeficientoftheSiCcoatingisalittlehigheranditsabrasionlossissmallerthanthoseofthesteelsubstrate．Keywords：Tungstenarcwelding；SiCcoating；microstru

6、cture；wearingresistanceproperty金属基复合材料综合了基体的金属性和增强体复合涂层多采用激光或等离子喷涂等方法。钨极氩的某些特殊性能，具有比强度高和尺寸稳定性高等弧熔覆虽不如激光熔覆、等离子喷涂的能量密度高，优异性能。由于相对低的成本以及易于控制的合成但钨极氩弧产生的高温足以熔化碳钢基体并形成熔工艺，金属基复合材料在航空、航天、电子、汽车以及池．热量集中，完全可熔覆SiC粉末。而且在熔覆时先进武器系统等领域有着广泛应用[”。SiC作为陶瓷熔池被氩气包围，加热、反应过程中与空气隔离，避材料，它的

7、硬度很高、弹性模量大、热膨胀系数小、耐免了合金元素的氧化与烧损。加上操作简单，成本低磨性能好和耐热耐高温，在氧化性气氛下也能使用；廉，易于推广，具有很高的工程实用价值l3J。鉴于此，与金属反应性小、润湿性好，适于作为多种金属基复本文采用钨极氩弧熔覆技术，在普通钢基体表面应合材料的增强体_2j。用不同工艺参数制备SiC涂层，并对所获得的该复目前，在基体表面熔覆合金粉末以制备增强的合材料组织及耐磨性进行分析，以期得到制备钨极氩弧熔覆SiC涂层的最佳工艺参数。收稿日期：201109—201试样制备及检测基金项目：湖南省自然科学

8、基金资助项目(08JJ6028)；国家自然科学基金资助项目f1l172258)1．1实验材料作者简介：焦少彬(1987一)，男，山西运城人，硕士研究生，主要从事材料基板材料采用Q235钢，尺寸为100mmX30mm表面改性研究×30mm，熔覆前基体表面用打磨机和砂纸打磨，刚通讯作者：肖~I(1968一)，男，湖南湘潭