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不同Ni60-SiC比例及厚度等离子熔覆层的组织及性能

假 第4 不同Ni60.SiC比例及厚度 等离子熔覆层的组织及性能 潘成刚 。王华昌 ,王洪福 ,周家林 (1.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北 武汉 430081; 2.武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430070) [摘 要] 为了提高热锻模具的使用寿命,以WMoCY4V2为模具钢,在其表面通过等离子熔覆制备了Ni60·SiC 金属陶瓷层。用X射线衍射仪对不同Ni60.SiC配比及厚度的熔覆层进行 了物相鉴定;用光学显微镜对熔覆层的 显微组织进行了分析,用维氏硬度计测定了熔覆层的显微硬度。结果表明:熔覆层厚度为3mm、Ni60·25% SiC混 合粉末所得熔覆层具有最好的冶金结合和最佳的显微硬度。 [关键词] 等离子熔覆;Ni60一SiC复合涂层 ;W6Mo5Cr4V2钢;显微组织;显微硬度 ;结合强度 [中图分类号]TG174.442 [文献标识码]A [文章编号] 1001—1560(2010)1l一0053—03 0 前 言 W MoCr4V上进行了激光熔覆镍基 Cr,c金属陶瓷覆 层 和高频熔覆Ni.MoSi金属陶瓷层的试验研究 , 锻压模具的寿命直接关系到锻件 的产量和生产成 但还未见在热锻模模腔近表面采用等离子热源进行金 本。热锻模工作条件十分恶劣,连续锻造时模具表面 属陶瓷熔覆的研究报道。SiC陶瓷具有高温强度优异, 温度达到600—900cI=,超过回火温度 ,造成高温软化, 抗氧化性强,硬度高,耐磨耐蚀性好及热膨胀系数小等 且在垂直于模具表面方向存在很大的温度梯度…。而 特性。本工作以高速钢W MoCr4V:为锻模基体材料, 连续的冷却润滑又使模膛近表面层产生极大的拉应 将 SiC.Ni基金属陶瓷粉末混合熔覆在W MoCr4V:表 力,造成裂纹的扩展。现有的各类热锻模具钢不能同 面,分析了不同Ni60一SiC比例及熔覆层厚度对熔覆层 时满足模膛近表层高温强硬性和高温韧性的要求。不 形貌、组织和硬度的影响。 同的热处理工艺虽可调节均质热锻模具钢 2种性能的 要求,但并不能改变模膛近表层迅速软化和断裂的状 1 试 验 况;表面覆层处理 _3对提高热锻模使用寿命有一定作 用,但也不能解决模膛表层及近表层的高温软化问题 。 1.1 熔覆层的制备 龙满林等将热锻模表面分为3个区:温度波动区、温度 基材为W MoCr4V高速钢,尺寸为 +80mm ×10 平衡区和温度下降区,温度波动区是热锻模最容易失 mm;先对其表面喷砂处理,再用无水乙醇和丙酮清洗。 效的区域,同时也提出了功能梯度热锻模 的设计制造 金属陶瓷粉末材料为 Ni60粉 (粒度 一250—400 目)和 方法 ]。 SiC粉末 (粒度为 一325目),两者的比例选取 85:15, 高速钢 W MoCr4V:是钨钼系通用型高速钢的代 75:25,65:35。用模数为2.8的Na水玻璃作粘结剂 表钢号,热处理后具有高热硬性,在切削温度600oC以 将 Ni60一SiC粉调成糊状,均匀涂敷在W MoCr4V基体 上硬度、强度和韧性仍很高,常用

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