新型热剪刀片表面喷焊复合材料的研究与应用

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1、江苏大学硕士学位论文摘要热剪刃是钢厂用来切断热轧钢坯的主要工具，其性能直接影响到连铸钢坯的质量。目前国内的热剪刃主要是由整体高合金钢制造，为了追求耐冲击性能，而降低了硬度，造成工作热强度不足，高温磨损性能差，导致使用寿命低；而进口剪刃价格昂贵，交货周期长。采用喷焊工艺方法可在刃口制备高温耐磨涂层，能在不改变热剪刃整体韧性的情况下使刃口得到强化，因此本文旨在研究WC与RE对喷焊层组织性能尤其是对喷焊层高温磨损行为的影响，并通过改变喷焊粉末成分，提高其高温磨损性能，开发出性能优异的刃口表面喷焊材料，从而找到一条成本较低、性能优异的新型热剪刀片生产方法，为热剪刀的国产化打下坚实的基

2、础。本文采用氧乙炔火焰喷焊技术对刃口表面进行耐磨改性，利用OM、SEM、X—ray等测试手段系统得研究了稀土及碳化钨对喷焊层组织和性能的影响。喷焊层组织是韧性的Ni基固溶体弥散分布着硬质颗粒相，涂层与基体结合形成类似钎焊的冶金结合，纵剖面上的组织、显微硬度和合金元素的分布沿喷焊层深度方向呈现连续性和渐变性。本文重点研究了喷焊层的高温干滑动磨损行为。研究结果表明，温度对喷焊层耐磨性有很大影响；Ni60喷焊层在室温下失效机理主要是粘着磨损，高温下失效机理是氧化磨损和氧化物的疲劳剥落磨损；Ni／WC喷焊层室温时的失效机理主要是氧化磨损和氧化物的疲劳剥落磨损，高温失效机理是氧化磨损和

3、氧化物的疲劳剥落磨损以及磨粒磨损。碳化钨和稀土合金的加入都对喷焊层组织性能有着显著影响，适当的RE、WC含量能大大提高喷焊层高温磨损性能，涂层高温耐磨性可以提高至未经表面强化的5CrW2Si的3倍以上；RE能细化组织，适量的RE能净化组织，从而提高了涂层结合性能和抗热震性能。但过量的RE、WC会严重恶化喷焊层高温耐磨性、涂层结合强度等性能。由于喷焊材料组成间的可能有交互作用影响的存在，因此本文采用方差分析试验方法，得出WC与稀土硅铁的同时加入对喷焊层高温耐磨性具有显著影响，得到最优性能得粉末配方(74．6％Ni+25％WC+0．4％RE)。关键词：热剪刃，氧乙炔火焰喷焊，自熔

4、性合金，高温磨损，稀土江苏大学硕士学位论文AbstractHot．shearbladeisthemaintoolwhichisusedtocuthotrollingsteelbillet．Itsperformancedirectlyaffectsthequalityofcontinuousmetalcastingbillet．Currently,domestichot—shearbladeismainlymadeofintegralhigh．alloysteel．Hardnesswasloweredinpursuitofhighresistancetoimpact，causi

5、nglackofhotstrengthandpoorhigh—temperaturewearperformance，andfinallyresultedtolowservicelire．However，imposedhot—shearbladeisveryexpensive，anddeliverydateislong．Thermalsprayweldingcanbeusedtoproducehightemperaturewear-resistingcoating．Bydoingthis，cuUingedgeofbladecanbestrengthenedwhiletheres

6、ilienceoftheintegralhot—shearbladeisnot10wered．Therefore．studiesontheefrectofWCandrare—earthonmorphologyandperformance，especiallyhightemperaturewear-resistingbehaviorthepaperhavebeenaimedat．Thecompositionofingredientspowderwaschangedtoenhancehigh-temperaturewearperformance，thustodevelopouts

7、tandingperformancesurfacingmaterialsandfinallyfindoutalowercostproductionmethodofproducingnewtypeofhotshearswiththeoutstandingperformance，whichmaylaysolidfoundationsforproducingthehotshearsdomestically．Theeriectsoftungstenandrare··earthonmicrostructurean