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低碳钢表面耐磨熔覆层的研究

作　者: 沙成斌
导　师: 孙玉福
学　校: 郑州大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 高频感应熔覆耐磨熔覆层工艺性能组织和性能
分类号: TG179
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 222次
引　用: 3次
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内容摘要

震动筛的工作环境比较恶劣，磨损破坏非常严重，致使筛板使用寿命较短，既严重影响了生产效率，也降低了生产的经济性。在低碳钢筛板表面熔覆一层耐磨材料，既可保留低碳钢较高的塑、韧性，又大大提高了表面层的硬度和耐磨性，可以较好的满足筛板的耐磨损要求，延长使用使命，提高生产效率，同时节省了材料，提高了生产的经济性。在低碳钢高频感应熔覆中，存在的主要问题是熔覆工艺性能如覆层表面成形、脱渣性、熔覆层厚度和均匀性以及与基体材料的结合强度等较差，熔覆层组织中有大量的夹渣、气孔等缺陷，硬度较低，耐磨性能较差。针对以上问题，本课题研究了低碳钢表面高频感应熔覆耐磨覆层的工艺性能以及组织和性能。熔剂正交试验结果表明：（1）熔覆合金粉料中加入3％左右的硼酐、8～12％左右的焊剂431和少量氟化物时，可以有效地去除粉料表面的氧化物，降低其熔点，使脱渣容易、表面成形美观，覆层厚度可达2.5mm；促使覆层与基体材料形成牢固的冶金结合；同时可以基本消除熔覆层中的夹渣、气孔等缺陷，得到致密细小的熔覆层组织和强化相。（2）随熔剂加入量的增加，熔覆层表面的花状、枝晶状、块状和条状共晶体增加，熔覆层硬度和耐磨性能不断提高，硼酐量不超过3％、焊剂431量不超过12％时提高显著。继续增加则花状、枝晶状共晶体减少，块状、条状共晶体过度长大成长条状，导致硬度和耐磨性都有所下降。（3）在高频感应熔敷Fe基耐磨层时，熔剂中的硼酐对其工艺性能影响比较显著，焊剂431次之，1％左右的萤石、冰晶石等氟化物影响不显著。通过熔剂对工艺性能以及组织和性能的综合影响，得出在熔覆合金粉料中加入3％左右的硼酐、8～12％左右的焊剂431和1％左右的氟化物时，效果最好。对Cr13B2Si3Ni2熔覆合金层的组织和性能研究结果表明：（1）X射线衍射和扫描电镜能谱分析结果表明，Cr13B2Si3Ni2熔覆合金层表面组织为：致密的放射状组织上分布着大量块状、条状的共晶体。放射状组织为马氏体(C_0.12Fe_1.88)相和γ—（Fe-Cr-Ni-C）合金固溶体相的混合组织上均匀覆盖着大量的花状和枝

全文目录

郑重声明  3-4
摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-31
  1.1 表面工程技术  10-14
    1.1.1 表面工程技术的发展  10-11
    1.1.2 表面工程技术的作用与分类  11-13
    1.1.3 表面工程技术的发展方向  13-14
  1.2 表面涂敷技术  14-28
    1.2.1 热喷涂技术  14-16
    1.2.2 堆焊技术  16-19
    1.2.3 表面熔覆技术  19-28
  1.3 研究意义与研究目标  28-29
  1.4 研究内容及实验步骤  29-31
    1.4.1 研究内容  29
    1.4.2 实验步骤  29-31
第二章试验方案  31-41
  2.1 熔覆工艺的确定  31-32
  2.2 试验基体材料及清洗  32-33
  2.3 合金粉末的确定  33-34
  2.4 熔剂的选用  34-36
  2.5 粉料制备  36-37
  2.6 研究方法及步骤  37-41
    2.6.1 表面质量评定  37
    2.6.2 试样加工  37
    2.6.3 金相试样制备  37-38
    2.6.4 X射线衍射试验  38
    2.6.5 扫描电镜测试  38-39
    2.6.6 硬度测试  39
    2.6.7 耐磨性测试  39-41
第三章熔剂对工艺性能的影响  41-46
  3.1 熔剂对工艺性能的影响  41-43
  3.2 熔剂对熔敷结合层形态的影响  43-45
  3.3 本章小结  45-46
第四章 Cr13B2Si3Ni2熔覆层的组织和性能研究  46-66
  4.1 前言  46-52
    4.1.1 铁基熔覆合金层的组织结构  46-47
    4.1.2 铁基熔覆合金层的常温耐磨性能  47-48
    4.1.3 磨粒磨损机理  48-52
  4.2 Cr13B2Si3Ni2熔覆合金层的组织和性能研究  52-65
    4.2.1 熔覆层的组织和相研究  52-55
    4.2.2 熔剂对熔覆层组织的影响  55-57
    4.2.3 熔覆层的性能分析  57-65
  4.3 本章小结  65-66
第五章结论  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72

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