【摘要】：以鈦鐵粉、石墨粉、還原鐵粉等合金粉末為原料,采用藥芯焊絲技術(shù)在Q235鋼表面制備出TiC金屬基耐磨堆焊涂層。通過(guò)藥芯焊絲配方的研究設(shè)計(jì),借助掃描電鏡、能譜儀對(duì)涂層的顯微組織進(jìn)行分析,并且測(cè)試了涂層的微觀硬度及濕砂磨損性能。結(jié)果表明,顯微組織主要由原位合成的TiC、Fe基體相組成。原位合成的TiC顆粒大小約2μm,彌散均勻的分布在涂層中,涂層平均顯微硬度820 HV0.2,相對(duì)耐磨性是Q235鋼基體的13倍,具有良好的耐磨性能。
【圖文】：

Ш聳?量不斷增多和長(zhǎng)大，熔池中晶核附近的游離鈦和碳原子也不斷減少，導(dǎo)致部分晶粒不能獨(dú)立形核，就會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)晶核聚集疊加生長(zhǎng)的現(xiàn)象。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果[8]，鈦與石墨發(fā)生反應(yīng)生成TiC的合成機(jī)制可以有兩種形式，這主要與反應(yīng)時(shí)所處的溫度和原子的形態(tài)密切相關(guān)。一種是溶解再析出機(jī)制，當(dāng)反應(yīng)溫度高于1940K時(shí)，主要以這種機(jī)制為主，即碳原子在其附近的鈦液體中溶解形成一定的過(guò)飽和狀態(tài)，-100-120-140-160-180-200400800120016002000TiC溫度/K吉布斯自由能/(J·mlo-1)圖1TiC吉布斯自由能與溫度關(guān)系Fig.1RelationbetweenTiCgibbsfreeenergyandtemperature(a)(b)200μm10μmBA表1Q235鋼基體化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Tab.1ChemicalcompositionofQ235steelsubstrate(wt%)CMnSiSP0.14～0.220.30≤0.30≤0.05≤0.04139

《熱加工工藝》2015年12月第44卷第24期圖2復(fù)合涂層橫截面的SEM形貌Fig.2Cross-sectionmicrostructuresofcompositecoating用最為常見(jiàn)的Q235普通碳素鋼，其化學(xué)成分見(jiàn)表1，基體尺寸150mm×85mm×20mm。藥芯焊絲由外皮鋼帶和藥芯粉末組成，外皮采用H08A的鋼帶，，藥芯粉末由石墨、鈦鐵(質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%)、還原鐵粉以及少量的硅粉組成。所有的合金粉末經(jīng)過(guò)60目的篩子篩選，混合研磨均勻，最后由藥芯焊絲成型機(jī)上拉制成直徑2.8mm的藥芯焊絲。埋弧焊機(jī)采用MZ-1000交流焊機(jī)堆焊熔覆，具體焊接參數(shù)為，焊接電流400～500A，電弧電壓28～35V，焊絲伸出長(zhǎng)度25～35mm，焊接速度25～30m/min，堆焊3層，焊后空冷。特別注意的是焊接前，一定要將Q235鋼板機(jī)械打磨干凈，并用無(wú)水乙醇清洗，以防止焊接時(shí)帶入雜物，影響堆焊層的性能。堆焊完成后，將堆焊試板用線切割制備成10mm×10mm×12mm的金相試樣，采用4%的硝酸酒精進(jìn)行腐蝕，利用JSM-6360LV掃描電鏡分析堆焊層的微觀組織，采用Oxford7854電子能譜儀對(duì)樣品的微區(qū)成分分布進(jìn)行分析；用HV-1000顯微硬度計(jì)測(cè)試試樣沿層深方向的硬度分布(載荷1.96N，加壓時(shí)間20s)；磨損試樣采用線切割切成尺寸大小為57mm×25.5mm×7mm，并采用MLS-23磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)試樣和基體進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)。2試驗(yàn)結(jié)果與分析2.1原位生成TiC的熱力學(xué)分析藥芯焊絲材料在埋弧堆焊高溫作用下迅速形成熔池，Ti為強(qiáng)碳化物形成元素，在Ti鐵與石墨的合金體系中，按照吉布斯自由能會(huì)有下面的結(jié)果。當(dāng)FeTi進(jìn)入熔池中就會(huì)發(fā)生熔化和分解，此時(shí)Ti就會(huì)以游離態(tài)的形式出現(xiàn)在液態(tài)合金中，在濃度達(dá)到一定條件后，會(huì)迅速與C原子發(fā)生反應(yīng)，即Ti+C=TiC，圖1為T(mén)iC的吉布斯自由能分布圖。由圖可以得知，生成TiC的吉布斯自由能數(shù)值非常低，這說(shuō)明在高溫?
【作者單位】： 湖南永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院;湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院;
【基金】：湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(14C1137)
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;藥芯焊絲的無(wú)焊密封生產(chǎn)法[J];金屬制品;2001年02期

2 劉亞罡,宋玨;藥芯焊絲項(xiàng)目可行性研究及應(yīng)用[J];煤礦機(jī)械;2002年03期

3 楊建東,侯杰昌,劉寶田;藥芯焊絲制造技術(shù)的研究[J];機(jī)械工人(熱加工);2003年08期

4 齊國(guó)治,耿林娜;藥芯焊絲的發(fā)展趨勢(shì)及思考[J];機(jī)械工人(熱加工);2003年10期

5 趙鈺;藥芯焊絲的生產(chǎn)應(yīng)用研究與探討[J];機(jī)械工人(熱加工);2003年05期

6 黃智泉,魏建軍,潘健;堆焊用藥芯焊絲的發(fā)展及其應(yīng)用前景[J];機(jī)械工人(熱加工);2004年08期

7 楊建東,侯杰昌;鈦型全位置藥芯焊絲配方設(shè)計(jì)和焊絲性能的可靠性研究[J];機(jī)械工人(熱加工);2004年08期

8 趙銘建;讀“國(guó)產(chǎn)氣保護(hù)藥芯焊絲的質(zhì)量問(wèn)題及對(duì)策”一文有感[J];機(jī)械工人(熱加工);2004年08期

9 桂赤斌;黃毅;;我國(guó)藥芯焊絲的現(xiàn)狀分析與發(fā)展建議[J];現(xiàn)代制造工程;2006年04期

10 安靜;金立鴻;;我國(guó)藥芯焊絲發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)[J];航空制造技術(shù);2006年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 符定梅;王鳳;張莉;牛程;;藥芯焊絲質(zhì)量控制措施研究[A];全國(guó)焊接工程創(chuàng)優(yōu)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集[C];2011年

2 趙鈺;陳清陽(yáng);羅俊清;黃文山;陳捷;;藥芯焊絲在我公司的應(yīng)用探討[A];第九次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];1999年

3 楊建東;藺樹(shù)義;;藥芯焊絲的研究與實(shí)踐[A];第九次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];1999年

4 楊建東;劉金鳳;;盤(pán)圓法藥芯焊絲制造技術(shù)的最新進(jìn)展[A];第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];2001年

5 喬培新;龍偉民;曾大本;;鋁藥芯焊絲制造及應(yīng)用技術(shù)的研究進(jìn)展[A];制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

6 陳邦固;;我國(guó)藥芯焊絲發(fā)展的回顧與展望[A];制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

7 喬培新;龍偉民;袁紅高;楊繼東;;基于擠壓合成的藥芯鋁焊絲制造技術(shù)[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];2005年

8 劉劍威;趙昆;張銳;趙春燕;;連鑄輥堆焊用藥芯焊絲414N的研制[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];2005年

9 喬培新;龍偉民;袁紅高;楊繼東;;基于擠壓合成的藥芯鋁焊絲制造技術(shù)[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];2005年

10 楊建東;侯杰昌;;科技創(chuàng)新促進(jìn)國(guó)產(chǎn)藥芯焊絲快速發(fā)展[A];第四屆石油工程焊接技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 北方;新型藥芯焊絲研制成功[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2005年

2 ;新型藥芯焊接材料通過(guò)鑒定[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2005年

3 陳家本;國(guó)外船舶焊接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[N];中國(guó)船舶報(bào);2005年

4 王欣;立磨磨輥焊材的選擇與ZD-O系列藥芯焊絲的應(yīng)用效果[N];中國(guó)建材報(bào);2010年

5 吳工;未來(lái)幾年焊材行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化[N];中國(guó)機(jī)電日?qǐng)?bào);2002年

6 吳東;焊材行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化[N];中國(guó)建材報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王寶森;超高硬度耐磨抗裂堆焊材料的強(qiáng)韌化研究[D];天津大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李逢波;低成本高效化堆焊藥芯焊絲的研究[D];山東大學(xué);2009年

2 李延娜;氮合金化明弧硬面藥芯焊絲及其耐磨性研究[D];華中科技大學(xué);2007年

3 王斌;不銹鋼藥芯焊絲的工藝質(zhì)量及抗氣孔性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

4 王占朝;特種耐磨藥芯焊絲的制備工藝和性能優(yōu)化研究[D];燕山大學(xué);2009年

5 李現(xiàn)兵;環(huán)境協(xié)調(diào)型結(jié)構(gòu)鋼藥芯焊絲的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2006年

6 馬凱夫;系列藥芯焊絲制備及其焊接工藝研究[D];中南大學(xué);2014年

7 張平;堿性渣系混合氣體保護(hù)藥芯焊絲焊接工藝性能的研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

8 李輝;金屬粉芯型藥芯焊絲電弧物理特性試驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2015年

9 白范雄;高硬度高韌性耐磨埋弧堆焊用藥芯焊絲的研制[D];湘潭大學(xué);2006年

10 梁真真;藥芯焊絲生產(chǎn)線安全性設(shè)計(jì)研究[D];天津大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2531918