粉末等离子弧堆焊枪体及耐磨合金的研究

摘要

该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.该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,该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.通过分析得出堆焊层成分的最佳配比为: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.该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.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1前言

1.2等离子弧堆焊学科领域的研究现状

1.3研究的内容及意义

第二章等离子弧堆焊枪的研制

2.1前言

2.2焊枪的设计

2.3等离子弧堆焊枪的工艺试验

第三章试验设备与方法

3.1等离子弧堆焊设备

3.2磨损试验设备

3.3硬度及金相试验用仪器

第四章堆焊层成分优化

4.1堆焊层基础粉末的确定

4.2堆焊层成分的正交设计

4.3等离子堆焊工艺试验数据处理

第五章试验结果分析

5.1硬度试验数据分析

5.2耐磨性及组织分析

第六章结论

附录

参考文献

致谢