第２８卷第４期焊接学报ｖ０１．２８Ｎｏ．４２００７年４月ＴＲＡＮＳＡＣⅡＯＮＳＯＦ１ＨＥＣＨ【ＮＡⅥ砸ＬＤＩＮＧＩＮＳ田ｍｍＯＮＡｐｄｌ２０Ｏ７
等离子束表面冶金（Ｃｒ，Ｆｅ）７Ｃ３／ｙ—Ｆｅ金属
陶瓷复合涂层工艺
刘均波
（潍坊学院机电系，山东潍坊２６１０６１）
摘要：研究了工艺参数对等离子束表面冶金涂层的影响。当工作电流降低或扫描速
度增加时，冶金层组织趋于细化。由此确定最佳工作电流值为３００Ａ，扫描速度为５００
叫Ｉ∥ｒｎｉｎ。采用优化的工艺参数，以Ｆｅ—Ｃｒ—ｃ—Ｎｂ—Ａｌ粉末为原料，在Ｑ２３５钢表面制
得以原位生成（Ｃｒ，Ｆｅ）７Ｃ３为增强相，以丫一Ｆｅ固溶体与少量（Ｃｒ，Ｆｅ）７岛构成的共晶为基
体的复合涂层。涂层组织致密，与基材完全冶金结合。
关键词：等离子束表面冶金；工艺参数；显微组织；显微硬度
中图分类号：ＴＧｌ７４．４４文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—３６０ｘ（２００ｒ７）０４—０１７一０４
刈叫双
Ｏ序言
等离子柬表面冶金技术是一项新兴的零件加工与表面改性技术，能极大地提高零件表面的硬度、耐磨、耐腐蚀、耐疲劳等性能，具有工件扭曲变形较小、过程易于实现自动化控制、生产效率高等优点而在工业上展现出广阔的应用前景。现已成功应用在矿山机械易损件如煤矿井下刮板运输机中部槽和采煤机截齿中。另外，还可用该技术对失效的零件进行修复，大量节约加工成本ｕ。ｊ。
（ｃｒ，Ｆｅ），ｃ，金属陶瓷具有硬度高、耐腐蚀性及抗氧化性等优点，常被用作耐磨涂层的增强相ｂ’６Ｊ。固溶了大量合金元素的７一Ｆｅ固溶体具有良好的塑性、韧度及较高的强度，以（Ｃｒ，Ｆｅ）７Ｃ３金属陶瓷作为增强相，以７一Ｆｅ固溶体作为基体的（ｃｒ，Ｆｅ）７ｃ３以一Ｆｅ复合材料涂层，可望具有优异耐磨损性能。
作者重点讨论了等离子束表面冶金工艺参数对冶金层组织性能的制约关系，获得了等离子束表面冶金（Ｃｒ，Ｆｅ）７ｃ３以一Ｆｅ金属陶瓷复合材料涂层的最佳工艺参数。
ｌ试验材料与方法
等离子束表面冶金基材为Ｑ２３５钢，试样尺寸为５０咖×２０ｎ吼×１０ｌ砌。试验采用廉价的Ｆｅ—Ｃｒ一收稿日期：２００６—１０—１３
基金项目：山东省自然科学基金资助项目（溯Ｆ１２）ｃ—Ｎｂ—ｍ粉末为原料，其粒度在一２００～＋３００目左右。表面冶金用粉末材料为自行设计的铁基自熔性合金粉末，其化学成分为：Ｆｅ５８．５％一Ｃｒ３５％一ｃ４．５％一Ｎｂ１％一Ａｌ１％。
‘试验设备采用ＤＲＦ一１型全自动负压等离子束表面冶金数控设备，原理如图１所示。等离子束表面冶金工艺参数为：工作电压３０Ｖ，送粉量３０ｇ／ＩＩｌｉｎ，扫描速度３００～８００腓ｎ／ＩＩｌｉｎ，工作气体（血）流量２．５Ｌ／ＩＩｌｉｎ，送粉气体（ｍ）流量３Ｌ／ＩＩｌｉｎ。沿等离子束扫描的垂直方向切取截面并制得金相试样，试样经王水深腐蚀后，用Ｎｅｐ胁Ⅱ型光学金相显微镜和ＪＳＭ一５８００型扫描电子显微镜观察显微组织；采用日本理学ＤＩｎａｘ一２２００ｐｃ旋转阳极ｘ射线衍射仪并结合ｓ一５３０型“ｎｋＩＳＩＳ能谱仪进行物相鉴定；冶金层及基材的显微硬度用ＨＶＳｌ０００型显微
直流电流
冷却水
钨极
喷嘴
等离子束
送粉系统
粉末
图１等离子束表面冶金原理图
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