硬度高則耐磨性好.但兩者并非是充分必要條件,耐磨性極好的材料其硬度不一定極高,若表面硬度過高,在磨損過程中產(chǎn)生的相對應力往往越大,硬質(zhì)碳化物剝落現(xiàn)象可能越嚴重[9].在提高材料耐磨性時,不僅要有較高硬度,還應考慮材料中組織的存在形態(tài)、分布狀況等多方面因素.試驗中三種保護氣體下制備的WC/鐵基堆焊層硬度值均較高,對材料耐磨性均有較好的提高作用.結合圖5顯微組織分析,純氬氣保護氛圍下,堆焊層表面碳化物的尺寸均勻度低,有長條狀樹枝晶平行于表面生長,易產(chǎn)生應力集中,對基體的韌性有切割作用,磨損過程中基體易被破壞,硬脆碳化物的基體支撐作用減弱,碳化物易發(fā)生潰散、崩裂現(xiàn)象,從焊層表面剝落,樣品磨損量相對增大.此外,這些高硬度剝落物也可作為磨料的一部分,繼續(xù)磨損堆焊層,加劇表面磨損情況,如圖7a所示.當保護氣體中含CO2時,堆焊層的磨損量和磨損后表面狀況明顯優(yōu)于純氬氣保護氣氛下的結果,磨損量小,磨痕不明顯,且磨損均勻,硬質(zhì)物剝落現(xiàn)象明顯降低,如表2和圖7b、圖7c所示.這兩種堆焊層中的高硬度碳化物彌散分布且大小較均勻,在磨損過程中不僅可以阻斷磨料對磨損面的切削,同時也減弱了對其周圍鐵基的切割破壞。不銹鋼藥芯焊絲具有工藝性能好、力學性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等特點。山東比較好的藥芯焊絲
有極大的經(jīng)濟效益和發(fā)展空間[1].保護氣體的成分和含量對焊接成形、元素過渡及焊層組織和性能的影響頗大[2].國旭明等人[3]認為,當保護氣為Ar+(5~20)%CO2時,高強鋼熔敷金屬組織主要為針狀鐵素體,強度高,韌性好;當保護氣體為純氬氣時,顯微組織以板條狀馬氏體為主,強度提高,韌性和塑性下降.碳化鎢顆粒與鐵基的浸潤性極好,且因其自身硬度高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性好等特點,有助于零件表面性能的強化,在石油、礦山、農(nóng)耕等部門應用率頗高.目前,針對碳化鎢顆粒增強鐵基堆焊材料的研究多集中在合金成分、WC種類、尺寸和含量等因素對熔敷金屬的影響,而關于保護氣體成分的討論卻相對缺乏[4-5].不同保護氣體堆焊過程中,熔池凝固、WC顆粒溶解擴散、熔敷金屬顯微組織、硬度及耐磨性等均存在差異.因此,有必要對藥芯焊絲堆焊WC/鐵基焊層時所選用的保護氣體種類進行研究.文中采用3種不同保護氣體制備WC/鐵基堆焊層,探究了保護氣體對焊層組織分布、硬度及耐磨性能的影響,為優(yōu)化WC顆粒增強鐵基堆焊工藝,增強材料表面性能提供理論依據(jù).1試驗方法試驗用焊絲為自制WC堆焊藥芯焊絲,直徑mm,填充率20%,球形WC粒度為80~150目,原始形貌如圖1所示,焊絲主要化學成分為。江蘇有哪些藥芯焊絲目前不銹鋼藥芯焊絲的品種已有20余種,除鉻鎳系不銹鋼藥芯焊絲外,還有鉻系不銹鋼藥芯焊絲。
基體及晶間析出相分布較均勻.鐵基胎體中,碳化物分布趨于均勻,并呈斷網(wǎng)狀,含量逐漸增加.圖3為WC顆粒周圍組織掃描分析圖,各微區(qū)元素能譜值見表1.圖3a中亮白區(qū)域a由,為原始球形WC顆粒.WC邊緣灰區(qū)域b,e,h中Fe元素含量增多,W元素含量減少,說明WC顆粒在高溫下發(fā)生了熔化、分解,圖3b、圖3d、圖3f的線掃描結果表明,游離的W元素向鐵基擴散,而基體的Fe和Cr元素則向WC顆粒內(nèi)擴散,各元素間形成成分梯度,促進化學反應發(fā)生.結合圖4的XRD結果可知,圖3中球形WC的擴散層主要由復合碳化物Fe6W6C和Fe3W3C構成.當保護氣體為純氬氣時,擴散層厚度約為3μm,分解和擴散燒損較輕;當保護氣體中含CO2氣體時,因部分合金元素和碳元素被氧化或燒損,WC顆粒的熔解反應程度增大,擴散層厚度可達5μ,f,i微區(qū)中,C元素與Cr,F(xiàn)e,Mn,Mo元素形成了M3C型硬質(zhì)碳化物,在基體中有一定的彌散強化作用.WC顆粒外部黑區(qū)域d,g,j中Fe元素質(zhì)量分數(shù)極大,超過80%,W元素含量明顯減少,不足5%,說明只有少量W元素固溶入到基體中。
焊接接頭的抗拉強度為686Mpa,屈服極限為598Mpa,斷面收縮率56%,沖擊功為61J。性能符合2505雙相不銹鋼的使用要求。[0046]實施例2[0047]步驟I,分別稱取金屬鉻460g,金屬鎳120g,鉬30g,電解錳40g,石英40g,氟化鈣70g,金紅石60g,氧化鋁30g,鋁鎂粉50g,鐵粉10g;[0048]步驟2,將步驟I稱取的石英,氟化鈣,金紅石,氧化鋁,鋁鎂粉,加入200g水玻璃粘結劑混合均勻,然后放置在加熱爐中燒結,燒結的溫度為550°C,時間為,碾碎后過篩,篩選粒度80-100目的混合粉;[0049]步驟3,將步驟I稱得的金屬鉻,金屬镲,鉬,電解猛,鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌,混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時,得到藥芯粉末;[0050]步驟4,將304不銹鋼鋼帶放置。為了增加耐磨性或使金屬表面獲得某些特殊性能,需要從焊絲中過渡一定量的合金元素。
【具體實施方式】[0021]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。[0022]本發(fā)明2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲,由外皮和藥芯組成,藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成:金屬鉻38%-50%,金屬鎳10%-15%,鉬3%-5%,電解錳2%-4%,石英4%-6%,氟化鈣6%-10%,金紅石5%-7%,氧化鋁2%-4%,鋁鎂粉3%_6%,余量為鐵粉,以上組分質(zhì)量百分比之和為100%。外皮材料為304不銹鋼鋼帶。[0023]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質(zhì)量比)為23%-25%;該藥芯焊絲的直徑為[0024]上述2505雙相不銹鋼用自保護型藥芯焊絲的制備方法,具體步驟如下:[0025]步驟1,按質(zhì)量百分比分別稱取金屬鉻38%-50%,金屬鎳10%-15%,鉬3%-5%,電解錳2%-4%,石英4%-6%,氟化鈣6%-10%,金紅石5%-7%,氧化鋁2%-4%,鋁鎂粉3%_6%,余量為鐵粉,以上組分質(zhì)量百分比之和為100%;[0026]步驟2,將步驟I稱取的石英,氟化鈣,金紅石,氧化鋁,鋁鎂粉,加入粉芯總質(zhì)量20%的水玻璃粘結劑混合均勻,然后放置在加熱爐中燒結,燒結的溫度為500-650°C,時間為3-4h,碾碎后過篩,篩選粒度80-100目的混合粉;[0027]步驟3,將步驟I稱得的金屬鉻,金屬鎳,鉬,電解錳,鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌。一般干伸長應控制在15-25mm。在確認焊絲受潮的前提下適當加大干伸長長度。上海藥芯焊絲廠家供應
因為不需要保護氣體,適于野外或高空作業(yè),故多用于安裝現(xiàn)場和建筑工地。山東比較好的藥芯焊絲
三個堆焊層的母材硬度值基本一樣,而焊層整體硬度均遠高于母材.硬度值由母材向焊層過渡時,在熔合區(qū)處有明顯陡升現(xiàn)象,存在硬度梯度,且純氬氣保護時極大,純CO2氣體保護時極小,這是因為當保護氣體中含CO2時,會對C,Cr,Mn等部分元素造成一定的氧化燒損,元素間濃度梯度降低,擴散程度減弱,硬質(zhì)碳化物的形成量在過渡區(qū)相對減少,硬度梯度降低,陡升幅度變小,對改善界面力學性能有利[8].焊層中的顯微硬度值存在波動,并偶有“峰值”出現(xiàn),這與焊層中的微觀組織成分和形態(tài)密切相關.由于堆焊層中含有未完全溶解的球形WC顆粒、WC燒損擴散形成的共晶組織、反應析出的硬質(zhì)碳化物以及基體等多種硬度不同的復雜相,因此堆焊層內(nèi)的顯微硬度值必然不穩(wěn)定.純氬氣體保護時堆焊層硬度值極大,約為790HV±20HV;純CO2氣體保護時硬度值極小,約為590HV±15HV;80%Ar+20%CO2混合氣體保護時硬度值居中,接近700HV.圖6堆焊試樣的剖面顯微硬度值分布Distributionofmicrohardnesscurvesofdifferentspecimencross-section堆焊試樣表面磨損情況見表2,純氬氣體保護堆焊試樣的磨損量極大為mg,而另外兩個試樣的磨損量相近,分別為mg.一般認為,金屬材料的硬度可以在一定程度上反映其耐磨性。山東比較好的藥芯焊絲
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