摘要:本文选用Ti粉、B4C粉、Fe60粉末作为原始粉末，使用水玻璃作为粘结剂在H13钢表面氩弧熔覆生成TiC、TiB2熔覆层。利用光学显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD），对熔覆层的显微组织和物相结构进行分析，利用洛氏硬度计、维氏硬度计、磨损试验机对熔覆层的硬度和耐磨性进行了精准的测定分析，具体分析了熔覆层的耐磨性能。

通过实验测试对比确定了最佳工艺参数为：熔覆电流：120A，气体流量：12L/min,预置涂层厚度：1mm。最佳粉末配比：Fe60：50%，Ti：25%，B4C：25%。

从试验结果分析可得出熔覆层与基体钢材之间为冶金结合，无气孔和裂纹产生，表面平整。熔覆层中增强相颗粒为TiC、TiB2，分布均匀。熔覆层的硬度得到了显著的提高，最高的显微硬度为1389HV，最高洛氏硬度为91.9HRC。熔覆层的耐磨性能也得到了极大的提高，基体的磨损量是TiC-TiB2增强金属基熔覆层的4倍。

 

关键词 氩弧熔覆；工艺参数；显微组织；硬度；耐磨性

 

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1选题背景-1

1.2模具材料及失效分析-1

1.2.1H13模具钢简介-1

1.2.2模具失效分析-1

1.3表面强化技术-1

1.3.1氩弧熔覆技术概述-2

1.3.2氩弧熔覆技术的工艺特点-2

1.3.3氩弧熔覆的研究现状-3

1.4增强颗粒的选择-3

1.5 TiC、TiB2的结构和性能-4

1.6课题研究的目的、意义和主要内容-5

1.6.1课题研究目的、意义-5

1.6.2课题研究主要内容-6

2实验材料与实验方法-7

2.1实验材料-7

2.1.1母材金属-7

2.1.2 预置涂层合金粉末材料-7

2.2 试验工艺流程及试样的制备-8

2.2.1 试验工艺流程-8

2.2.2 预置涂层原始粉末的配比-9

2.2.3熔覆层制备方法及设备-10

2.3 氩弧熔覆设备-11

2.4组织及性能测试设备-11

3 氩弧熔覆原位合成熔覆层及其试验工艺参数-14

3.1 氩弧熔覆工艺参数方案的设计-14

3.2 熔覆工艺参数对熔覆层质量的影响-14

3.2.1 熔覆电流的影响-14

3.2.2气体流量的影响-15

3.2.3 预置涂层厚度的影响-15

3.3 预置粉末含量对熔覆层性能的影响-16

3.3.1 Ti/B4C的质量百分比对熔覆层性能的影响-16

3.3.2Fe60含量对涂层结构和硬度的影响-18

3.4 本章小结-20

4 氩弧熔覆原位合成熔覆层的组织结构-21

4.1 TiC-TiB2增强金属基熔覆层的组织特征-21

4.1.1 熔覆层截面组织特征-21

4.1.2 熔覆层显微组织分布特征-21

4.2TiC-TiB2增强金属基熔覆层的XRD分析-23

4. 3熔覆层中TiC-TiB2增强相的形成机理-24

4. 4本章小结-24

5 氩弧熔覆原位合成的熔覆层摩擦磨损性能-25

5.1 氩弧熔覆层的显微硬度-25

5.2 氩弧熔覆层的摩擦系数-25

5.3氩弧熔覆层磨损量测定-26

5.4 氩弧熔覆原位合成TiC-TiB2增强金属基熔覆层强化机理-27

5.5 本章小结-27

6 结论-28

致谢-29

参考文献-30