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粉末等离子弧堆焊枪体及耐磨合金的研究

董丽红  
【摘要】:本研究针对工程应用中常见的磨损失效,采用粉末等离子弧堆焊技术对普通材质进行表面强化,以提高其耐磨损能力。本研究进行了等离子弧堆焊枪体的设计研制工作,该焊枪采用双喷嘴式结构,内喷嘴压缩孔道直径d=5mm;内喷嘴下端面设计为分体式结构,通过螺纹联接一个可拆卸的配件;枪体内设计了良好的水冷通道,保证堆焊时各部件得到充分冷却。该枪体结构合理,使用性能优良。此外,本研究设计研制出一种新型、耐磨性能优良的堆焊材料。该堆焊材料是以镍基合金为基础的堆焊用合金粉末,其中添加不同比例的Cr、Mn、W等强化堆焊层的合金元素。采用正交设计,以Cr、Mn、W三元素为正交因子,以堆焊层表面宏观硬度作为试验指标,在Q235钢表面进行了三因子三水平的正交堆焊试验。采用正交多项式对试验数据进行了回归分析。通过分析得出堆焊合金粉末成分的最佳配比为:Cr 10%;Mn 4%;W 7%。并对正交试验中的9种堆焊试件进行磨损试验。发现堆焊层随着硬度值的增加,耐磨能力提高。耐磨性能高的堆焊层微观组织中存在多量粗大的白色硬质相,在堆焊层中起到了抗磨骨架的作用。本研究对于机械零件的表面强化,提高耐磨能力,降低成本,延长使用寿命,具有重要的理论学术意义及工程实际应用价值。


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