閥門密封面等離子弧堆焊用合金粉末

蘇志東、黃明亞等。

沈陽閥門研究所、合肥通用機(jī)械研究院。

等離子弧粉末堆焊，亦稱“等離子弧噴焊”。用帶有金屬粉末噴口的專用等離子弧焊炬實(shí)施的堆焊方法。適用于鈷基、鎳基、鐵基合金粉末狀填充料堆焊。

等離子弧堆焊工藝是表面涂覆技術(shù)的一個分支，是焊接工藝方法在表面工程領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。與其它類型的表面工程技術(shù)如化學(xué)領(lǐng)域中的電鍍、熱處理領(lǐng)域中的表面熱處理和化學(xué)熱處理等相比，等離子弧堆焊是一種表面處理新技術(shù)在國內(nèi)外獲得了很快的發(fā)展[1]。

中文名稱

等離子弧堆焊

英文名稱

plasma arc surfacing

定　　義

利用等離子弧作熱源的堆焊。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），焊接與切割（二級學(xué)科），熔焊（三級學(xué)科）

原理

耐磨材料等離子弧堆焊技術(shù)是采用等離子弧堆焊方法，利用等離子弧的高溫，電流密度大的特點(diǎn)。將高硬度質(zhì)顆粒均勻地釬鑲于堆焊層金屬中，而硬質(zhì)顆粒不產(chǎn)生熔化或很少產(chǎn)生熔化.形成復(fù)合堆焊層.這種復(fù)合堆焊層是由兩種以上在宏觀上具有不同性質(zhì)的異種材料組成.一種是在堆焊層中起主要耐磨作用的碳化物硬質(zhì)顆粒，一般為鑄造碳化鎢，碳化鉻，碳化硼，燒結(jié)碳化鎢等.從原則上講各種碳化物，硼化物甚至硬度更高的金剛石都可以作為復(fù)合堆焊層的組成物.國內(nèi)外工業(yè)上復(fù)合材料等離子弧堆焊應(yīng)用焊接較多的硬質(zhì)顆粒是鑄造碳化鎢，它是由共晶組成，硬度為250～300.堆焊層的另一種組成金屬是起"牯結(jié)"作用的基材金屬，也稱之為胎體金屬，它是堆焊層中的基體.一般認(rèn)為，硬質(zhì)顆粒與胎體金屬的結(jié)合是釬焊結(jié)合，堆焊層與母材的結(jié)合為冶金結(jié)合.

特點(diǎn)

采用等離子弧堆焊技術(shù)獲得的復(fù)合堆焊層質(zhì)量穩(wěn)定可靠.復(fù)合材料等離子弧堆焊技術(shù)的最新進(jìn)展可使堆焊層達(dá)到無氣孔，裂紋及碳化物燒損，熔解等缺陷.碳化物顆粒在堆焊層中分布均勻.耐磨材料堆焊層耐磨性高，在磨損嚴(yán)重的工況條件下，復(fù)合堆焊層的耐磨性表現(xiàn)尤為突出，可較通常的鐵，鈷，鎳基合金表面保護(hù)層提高耐磨使用壽命幾倍甚至十幾倍.具有較高的結(jié)合強(qiáng)度.由于堆焊層與被保護(hù)工件表面是冶金結(jié)合，因此可以滿足很高的強(qiáng)度要求.同熱噴涂獲得的復(fù)合耐磨保護(hù)層比較，堆焊層結(jié)合強(qiáng)度是熱噴涂層結(jié)合強(qiáng)度的3—8倍.復(fù)合堆焊層能滿足一定的抗沖擊要求.例如，水泥生產(chǎn)設(shè)備的石灰石破碎機(jī)錘頭，由于在磨損過程中所受的沖擊力較大，一般采用高錳鋼材料，使用壽命較低，在表面堆焊高碳高鉻合金后，易造成堆焊層破碎剝離，若采用復(fù)合耐磨堆焊層可避免這種情況發(fā)生，并且耐磨性明顯提高.可實(shí)現(xiàn)高教自動化生產(chǎn)，降低工人勞動強(qiáng)度,改善作業(yè)條件.提高勞動生產(chǎn)率.