微米和納米Cr3C2對Co40合金等離子堆焊層組織與性能的影響

斯松華，于婉萍，張 磊，李 飛

（安徽工業大學材料科學與工程學院，馬鞍山243002）

0 引 言

機械工程零部件失效的主要原因之一是表面的磨損，由此造成的經濟損失較大［1］。等離子堆焊技術是一種有效的表面強化方法，通過在零件表面堆焊一層具有特殊性能的合金，可以提高基體材料的表面性能，從而延長零件的使用壽命［2］。等離子堆焊鈷基合金層常被用于高溫工作環境中，通過添加陶瓷顆粒來提高其磨損性能［3-4］。Cr3C2具有高熔點、高硬度等特點，其作為陶瓷增強相應用于表面涂層的研究已有很多報道［5-6］，但之前研究人員所使用的Cr3C2陶瓷顆粒多為微米級，它與基體的相容性有待進一步改善。

納米顆粒具有良好的納米效應，添加納米Cr3C2顆粒可以改善涂層的組織與性能。但目前相關的研究還不多見，為此，作者采用等離子堆焊方法在低碳鋼表面分別制備了Co40合金堆焊層、分別添加質量分數30%微米和納米Cr3C2的Co40合金復合堆焊層（以下簡稱Cr3C2／Co復合堆焊層），對比研究了添加米和納米Cr3C2對Co40合金堆焊層組織與磨損性能的影響。

1 試樣制備與試驗方法

主要原料包括Co40合金粉、微米和納米Cr3C2o粉。Co40合金粉的粒徑為53～120μm，其化學成分（質量分數／%）為0.27C，28.6Cr，2.27Ni，5.4Mo，0.5Fe，余 Co。微米 Cr3C2的粒徑為40～82μm，納米Cr3C2的粒徑為60nm。

分別以Co40合金粉、30%（質量分數，下同）微米Cr3C2和Co40合金混合粉、30%納米Cr3C2和Co40合金混合粉作為堆焊材料，以低碳鋼板作為基材，將以上幾種堆焊材料分別置于研缽中，添加適量的丙酮和火棉膠并混合均勻，然后將三種堆焊材料均勻預置于鋼板表面，將預置后的鋼板置于200℃加熱爐中烘干2h并隨爐冷卻后，利用PTA-400E型等離子噴焊機進行堆焊?！?br>