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机械零件在运转过程中,耐磨性是机械零件的基本要求,利用表面强化技术在零件表面熔覆一层高硬度、耐磨性好的熔覆层,成为提高零件使用寿命的重要方法。本文利用氩弧熔覆技术在Q235钢表面制备出了有TiC颗粒增强的Fe基复合耐磨涂层。本文利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电子能谱(EDS)等测试手段,对熔覆层的显微组织结构和成分进行了分析表征。利用HVS-1000型显微硬度计测试熔覆层横断面的硬度分布,利用SFT-2M型销盘式摩擦磨损试验机对基体和熔覆层进行室温无润滑摩擦磨损试验,对熔覆层和基体的耐磨性能进行了比较研究,探究了复合涂层的磨损机理,同时探讨了TiC颗粒的加入量对熔覆层硬度和耐磨性的影响。本文还研究了熔覆工艺参数对熔覆层成形和组织的影响。在保证熔覆层内无气孔、夹渣等缺陷,并且组织均匀的条件下,优化了熔覆工艺参数,结果表明:当熔覆速度3mm/s,熔覆脉冲电流170A时,得到的熔覆层质量最好。熔覆层微观分析结果显示:复合涂层是由α-Fe形成的枝晶和枝晶间的(Fe,Cr)23(C,B)6、Fe3C共晶组织以及TiC增强颗粒组成。当TiC颗粒加入量较低时,TiC颗粒与基体浸润性较好,呈细小弥散分布在熔覆金属内;但随着TiC颗粒加入量的增多,TiC颗粒逐渐发生团聚,形成形状为棒状或放射状的TiC颗粒团。当TiC加入量达到30%时,TiC颗粒严重聚集为大颗粒团,与熔覆金属浸润性变差,导致TiC颗粒与熔覆金属结合强度下降。熔覆层力学性能检测结果表明:含TiC颗粒的熔覆层的表面硬度明显高于无TiC颗粒增强的Fe45熔覆层。随着TiC颗粒加入量的增加,熔覆层的硬度不断提高,最高硬度可达980HV。TiC颗粒增强熔覆层的横截面硬度分布的趋势是,表层区硬度最高,中间区域硬度平缓,在熔合区部分硬度急剧下降到母材的硬度水平。熔覆层的耐磨性能试验结果表明:当TiC颗粒加入量较低时,主要是熔覆金属粘着磨损失效;当TiC颗粒加入量较大时,熔覆层内的TiC颗粒开始出现脱落。当TiC颗粒加入量约为20%时,TiC颗粒增强熔覆层的耐磨性能最好,比Fe45熔覆层耐磨性提高了1.1倍,是基体Q235钢耐磨性的12倍。