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本文采用等离子熔覆技术,选用两类Fe基合金粉末在金属表面制备熔覆层。通过OM、EDS、XRD、SEM、TEM等手段对熔覆层的组织进行分析,用显微硬度计研究了熔覆层的硬度,为等离子熔覆Fe基合金涂层在采煤机截齿上的应用奠定基础。
熔覆层的金相组织分析表明:熔覆层的组织由平面晶、胞状晶、树枝晶、等轴晶、共晶体、大块碳、硼化合物等组成;随着等离子熔覆电流的增大、扫描速度的减小,熔覆层中大块化合物的含量及尺寸减小;平面晶、胞状晶、树枝晶含量及尺寸增大。
熔覆层相组成分析表明:添加B、Si、C的Fe<,33-37>合金粉末熔覆层的主要相为Fe<,2>B、γ-Fe(Me);Fe基合金粉末(Solomon C+)等离子熔覆层的主要相为M<,23>C<,6>、Fe<,2>B、γ-Fe(Me),同时在该熔覆层中发现了少量非晶相。
对试样进行显微硬度测试发现:显微硬度呈阶梯状分布,即熔覆层近表层显微硬度最高,熔覆层表层以及熔覆层中部显微硬度都有一定程度的降低,基体硬度最低。添加B、Si、C的Fe<,33-37>合金粉末熔覆层的平均显微硬度为1134Hv;Fe基合金粉末(Solomon C+)熔覆层的平均显微硬度可达995Hv。熔覆层的显微硬度值大约是基体硬度的3-4倍。
对比Fe基合金粉末(Solomon C+)等离子熔覆层和添加B、Si、C的Fe<,33-37>合金粉末等离子熔覆层的缺陷,前者明显低于后者。其缺陷主要是气孔和裂纹。
选用Fe基合金粉末(Solomon C+)在采煤机截齿上采用自动送粉的方式,在电流为205A、扫描速度为300cm/min、气流为0.8L/min的工艺参数下制备了硬度高、缺陷少、低成本的熔覆层,可望在采煤机截齿上应用。