如何提高堆焊耐磨復(fù)合板的耐磨使用性能

    堆焊耐磨復(fù)合板工作過程中要承受高溫、冷熱循環(huán)及較大軋制力的綜合作用,主要失效形式是輥身磨損、熱疲勞引起的熱龜裂和剝落、斷裂等。堆焊耐磨復(fù)合板的質(zhì)量直接影響到軋制生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；因此,改善堆焊耐磨復(fù)合板質(zhì)量和提高軋輥的使用壽命具有重要意義。目前,對提高軋輥質(zhì)量和服役壽命的研究主要集中在輥材和表面改性兩個(gè)方面。

    本課題采用高頻感應(yīng)熔覆和電接觸強(qiáng)化技術(shù),在堆焊耐磨復(fù)合板基體上進(jìn)行中厚硬質(zhì)涂層制備工藝的研究。選擇了合適的粘結(jié)劑和保護(hù)層材料,并采用免噴涂技術(shù)進(jìn)行預(yù)涂層的制備；對制備好的預(yù)涂層進(jìn)行高頻感應(yīng)熔覆實(shí)踐,分析了預(yù)涂層高頻感應(yīng)熔覆的特殊規(guī)律,并搭建了合理的實(shí)驗(yàn)平臺。為了獲得滿足性能要求、成本較低的強(qiáng)化層,本論文還進(jìn)行了合金涂層成分的設(shè)計(jì),確定了強(qiáng)化層的成分及含量。為驗(yàn)證強(qiáng)化效果,對高頻感應(yīng)熔覆層進(jìn)行了組織結(jié)構(gòu)分析和性能測試；針對研究結(jié)果,對高頻感應(yīng)熔覆層進(jìn)行了電接觸二次強(qiáng)化,并對電接觸強(qiáng)化層進(jìn)行了相應(yīng)的組織分析和性能測試。

    本論文取得了以下研究成果：

    1、采用免噴涂技術(shù)以醋酸纖維素的丙酮溶液作為粘結(jié)劑,逐層刷涂可以制備厚度均勻的預(yù)涂層；以石墨層及石棉布作為保護(hù)層,經(jīng)過高頻感應(yīng)熔覆及電接觸二次強(qiáng)化后能夠制備中等厚度的硬質(zhì)涂層。

    2、不同合金成分的預(yù)涂層實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：WC增強(qiáng)鎳基合金粉末能夠通過高頻感應(yīng)熔覆及電接觸復(fù)合工藝制備出性能較高的強(qiáng)化層；由于金屬基陶瓷粉末(WC-12Co、WC-17Co等)不具備焊接性且潤濕性差,通過高頻感應(yīng)熔覆技術(shù)不能制備出性能良好的強(qiáng)化層；按共晶成分配制的鐵基合金粉末(Fe-Cr-C-H3BO3、Fe-Cr-WC-C-H3BO3)涂層,也不適合高頻感應(yīng)熔覆層的制備,試樣成形性差,熔覆層表面質(zhì)量差,涂層厚薄不均、不連續(xù),夾渣及孔洞缺陷多。

    3、采用免噴涂預(yù)涂層制備技術(shù),通過高感應(yīng)熔覆工藝成功制備出堆焊耐磨復(fù)合板表面質(zhì)量高的Ni60-WC涂層；經(jīng)過顯微組織分析和性能測試,結(jié)果表明：熔覆層的厚度均勻,組織致密；除原來的WC外,涂層中有W2C、 Cr23C6、Cr2B、Ni3Fe、Cr7C3等新相生成；涂層與基體形成了冶金結(jié)合;顯微硬度較高,紅硬性好。但是,預(yù)涂層過厚會易導(dǎo)致夾生、孔洞和裂紋等缺陷；通過分析討論提出了解決缺陷的方法：另外,感應(yīng)熔覆制備強(qiáng)化層的厚度為≤0.4mmm。

    4、高頻感應(yīng)熔覆層經(jīng)過電接觸強(qiáng)化后組織更加致密；孔洞、夾生缺陷減少；顯微硬度有了明顯提高。

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