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以Zr、Ti、C和Ni60A粉末为原料,采用氩弧熔覆技术,在Q235钢表面制备出原位合成(Zr,Ti)C/Ni60A熔覆层。利用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)分析了熔覆层的显微组织及相结构,并探讨了熔覆层的凝固过程及增强相(Zr,Ti)C颗粒的形成机理。通过显微硬度试验和磨损试验对熔覆层的硬度及磨损性进行了测试,并对熔覆层耐磨机制和强化机理进行了分析。
原始合金粉末在氩弧热源的作用下,发生化学冶金反应,原位合成了(Zr,Ti)C颗粒增强Ni60A基熔覆层。熔覆层中主要的相组成为(Zr,Ti)C、Gr7C3和FeNi固溶体。熔覆层与基体呈典型的冶金结合,无气孔、裂纹等缺陷。熔覆层组织具有明显的分层凝固特征,增强相(Zr,Ti)C颗粒在熔覆层中呈均匀弥散分布。
氩弧熔覆试验的最佳工艺参数为:熔覆电流120A～130A,熔覆速度8mm/s,预置涂层厚度1.2mm。综合分析熔覆层的组织性能,研究表明熔覆层中Ni60A的最佳含量为70％；Ti/Zr的最佳摩尔比为1/l。熔覆层显微硬度最高可达HV1200。熔覆层磨损失重为纯Ni60A熔覆层的1/5,为Q235钢的1/15。熔覆层中的磨损机制主要为显微切削磨损和粘着磨损。