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等离子束表面冶金复合材料技术研究 刘峰 （ 齐齐哈尔大学化工082 ） [摘 要] 定义了等离子束表面冶金复合材料技术特征。研制了等离子束表面冶 金设备。对等离子束表面冶金技术和其他相近技术如等离子堆焊技术等进行了比 较。等离子束表面冶金是一种快速非平衡冶金反应过程，类似粉末冶金。原则上 可不受组成物的相溶性、熔点、密度等性质的限制，因此不需要预制合金雾化粉， 可利用任意粉末的任意配比，获得通常冶 金方法不能得到的（组织与）物相。等 离子束表面冶金方法效率高，操作简便，成本低，应用前景广阔。 [关键词] 等离子束；表面冶金；堆焊；非平衡相；表面强化 [中图分类号] TG174 [文献表识码] A 关键词 致谢：作者在从事纳米材料的研究中得到国家自然科学基金委（国家自然科学基金资助课题593210015977101959431022）、国家科委（攀登计划：纳米材料科学）、中国科学院的资助，谨在此对上述机构表示衷心感谢。 Study on the Technology of Composite Material Production by Plasma-Jet Surface Metallurgy (University of Science and Technology, Beijing 100083;2 Institute of Material, Shandong University of Science and Technology, Tai’ an 271019;3 Central Committee of Revolutionary Committee of the Kuomintang, 100006） [Abstract] The technical feature of composite material production by plasma-jet surface metallurgy is delimited.A plasma-jet surface metallurgical equipment is developed.The technology of plasma-jet surface metallurgy with the else corresponding technology such as plasma build-up welding technique is compared.Plasma-jet surface metallurgy is a kind of rapid, non-equilibrium metallurgical process, which is similar to powder metallurgy. The process can not be restricted by consistency, melting point, density of constituents, so prealloy powders are not needed. And it can obtain some special structures and phases in random powder and random match. Plasma-jet surface metallurgy has such characteristics as high efficiency, simple operation, low cost, and has extensive application prospect. [Key words] plasma jet;surface metallurgy;build-up welding;non-equilibrium phase;surface strengthening; 1 前言 金属零件往往要求同时具备高硬度高耐磨耐腐蚀和高强韧性。表面性能主要 依靠表面技术来提高。电镀、等离子喷涂等技术生产的硬化层结合力差，不抗冲 击和热疲劳，生产过程污水、粉尘、噪声等污染严重，难以推广应用。堆焊、熔 覆、表面冶金等技术目前已成为工业上受欢迎的实用技术。耐磨焊条自由电弧 堆焊可控性差， 熔深和稀释率不均匀，气孔夹渣多，发展潜力有限，本文不再 过多论述。堆焊、熔覆、表面冶金都涉及到高能量束流。高能量束流能量集中、 效率高、无三废排放