如何提高堆焊耐磨复合板的耐磨使用性能

    堆焊耐磨复合板工作过程中要承受高温、冷热循环及较大轧制力的综合作用,主要失效形式是辊身磨损、热疲劳引起的热龟裂和剥落、断裂等。堆焊耐磨复合板的质量直接影响到轧制生产效率和产品质量；因此,改善堆焊耐磨复合板质量和提高轧辊的使用寿命具有重要意义。目前,对提高轧辊质量和服役寿命的研究主要集中在辊材和表面改性两个方面。

    本课题采用高频感应熔覆和电接触强化技术,在堆焊耐磨复合板基体上进行中厚硬质涂层制备工艺的研究。选择了合适的粘结剂和保护层材料,并采用免喷涂技术进行预涂层的制备；对制备好的预涂层进行高频感应熔覆实践,分析了预涂层高频感应熔覆的特殊规律,并搭建了合理的实验平台。为了获得满足性能要求、成本较低的强化层,本论文还进行了合金涂层成分的设计,确定了强化层的成分及含量。为验证强化效果,对高频感应熔覆层进行了组织结构分析和性能测试；针对研究结果,对高频感应熔覆层进行了电接触二次强化,并对电接触强化层进行了相应的组织分析和性能测试。

    本论文取得了以下研究成果：

    1、采用免喷涂技术以醋酸纤维素的丙酮溶液作为粘结剂,逐层刷涂可以制备厚度均匀的预涂层；以石墨层及石棉布作为保护层,经过高频感应熔覆及电接触二次强化后能够制备中等厚度的硬质涂层。

    2、不同合金成分的预涂层实验结果表明：WC增强镍基合金粉末能够通过高频感应熔覆及电接触复合工艺制备出性能较高的强化层；由于金属基陶瓷粉末(WC-12Co、WC-17Co等)不具备焊接性且润湿性差,通过高频感应熔覆技术不能制备出性能良好的强化层；按共晶成分配制的铁基合金粉末(Fe-Cr-C-H3BO3、Fe-Cr-WC-C-H3BO3)涂层,也不适合高频感应熔覆层的制备,试样成形性差,熔覆层表面质量差,涂层厚薄不均、不连续,夹渣及孔洞缺陷多。

    3、采用免喷涂预涂层制备技术,通过高感应熔覆工艺成功制备出堆焊耐磨复合板表面质量高的Ni60-WC涂层；经过显微组织分析和性能测试,结果表明：熔覆层的厚度均匀,组织致密；除原来的WC外,涂层中有W2C、 Cr23C6、Cr2B、Ni3Fe、Cr7C3等新相生成；涂层与基体形成了冶金结合;显微硬度较高,红硬性好。但是,预涂层过厚会易导致夹生、孔洞和裂纹等缺陷；通过分析讨论提出了解决缺陷的方法：另外,感应熔覆制备强化层的厚度为≤0.4mmm。

    4、高频感应熔覆层经过电接触强化后组织更加致密；孔洞、夹生缺陷减少；显微硬度有了明显提高。

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