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合金元素对碳弧堆焊层耐磨性的影响
马春雷赵娜
（黑龙江农业工程职业学院，黑龙江哈尔滨150088）
科技论坛
摘要：碳弧堆烊技术是当今常用的低成本、高效率烊接方法，它在国内外生产行业已经被广泛应用，但时至今目仍然存在众多的不足，容易形成一些不良问题。本篇文章从碳弧堆婵层耐磨性有关影响入手，简单阐述了合金元素对它的有关影响，
关键词：合金元素；碳渠堆焊技术；耐癌性；平整度；硬度；喇度
磨损是机械设备运行中常见的物理现象.在设备运行中长期不间断的被动磨损会让材料和设备的性能逐渐丧失，甚至引发严重的设备运行故障，导致生产企业经济损失。根据近几年的的有关数据统计面言，其中有三分之一以上的生产设备故障都是因为磨损和摩擦引起的，在世界范围内由此引发的经济损失每年都超过千亿美元，固此这里我们有必要对设备耐磨层性能进行分析。碳弧堆焊层作为当今设备中常见的耐磨处理技术，做好合金元素的利用势在必行，是保证设备运行安全与效益的关键
1碳弧堆焊层的耐磨性概述
随着世界科学技术的飞速发展和工业产业的迅速扩大，以机械化、自动化、智能化和数字化为主的现代工业不断出现，对机械设备与零件的运行效率，运行安全以及稳定提出了新的要求。耐磨性作为引起设备运行故障及设备运行安全的主要原因，它的危害与作用越来越被人们重视。碳弧堆焊技术作为当今耐磨层的主要处理方法，它在应用中经常会因为其他因素的影响面造成耐磨性出现影响，从而降低了设备的社会经济效益，因此做好这方面研究势在必行。
1.1表面应用技术的影响。表面改性技术是当今碳弧堆焊耐磨层施工应用的主要方法，它是利用物理、化学、机械以及其他工艺在材料表面增添一种特殊的成分、组织以及结构，从而提高零件的耐磨性、抗腐蚀性，从面有效的演明使用寿命的一种方法。这种技术在当今工矿生产加工领域十分常见，它能有效的改善机械零件表面的性能，是材料达到物尽其用的工作目的.同时也能为材料整体性提高奠定基础。但是这一技术的利用往往会让工件的表面产生化硬化且能耐高温、耐腐蚀的表层，由于工艺过于复杂以及生产周期长的特征，这种表层容易产生氧化等新因素的影响，从面给工件的耐磨性造成新的威胁。
1.2合金元素的应用影响。在碳弧堆焊耐磨层的加工应用中，并不是合金元素加人的越多越好，面需要我们在加人的过程中综合考虑加入成本、加工精度以及运行耐久性、稳定性的需求，只有做好合金元素的加入量，才能更好的控制生产成本，有效的保障设备耐磨性。经过过去工作实践研究表明，在金属元素中接入其他的一些微量元素，比如酬、硅等，它能让结构的硬质题粒变得更加细化、更好的分散在零件的表层，从面提升工件的耐磨性，但如果过量的使用这些元素，那么也会因为这些金属含量的增多而让工件处于一种晶界状态，从而降低堆焊层的韧性与耐久性，最终导致脆性剥落等质量间题的发生
2合金元素对碳弧堆焊层耐磨性的研究
碳弧堆焊技术本身是以石墨作为导电系统的堆焊技术，它在焊接的过程中必然会利用大量的碳化物，从而强化相对分散的工件表层，使得工件表面出现耐久性、刚度、防腐性、强度等特征良好的结构层，从而为耐磨性的提升奠定了先决条件。但是就过去多年的工程实践而言，单纯的使用碳弧堆焊技术来设置耐磨层，往往都会因固为碳合金金属层本身刚度、耐磨性容易受到外界环境因素的影响而出现变化，固此为了更进一步的提高耐磨合金的性能，推动设备运行效益，许多专家与学者提出了在碳弧堆焊层上加设其他合金元素的加工处理新方案，并且通过实践研究的出这种方法的应用有者良好的工作效果，
2.1碳弧堆焊技术概述。碳弧堆焊技术是利用一定性能的合金
材料以热源手段融化覆盖在原来母体材料上方，从而形成一种综合、完整、耐久性强、刚度好的新表层结构，这种做法的目的在于恢复零件的破损性能.提高零件使用耐久性和形状，从而达到提升处理工艺的目的。目前堆焊技术已成为当今国内外众多产业设备修复和处理的常见手段，也是一套行之有效的处理新方法，新策略
合金粉块碳弧堆焊是将合金配制成粉块状，铺放在要堆焊的零件部位，用碳棒作为电极实施堆焊熔数。粉块中合金含量高，熔数量大，堆焊效率高：；且合金元素不是以熔滴形式过渡到熔池，不经过高温弧柱区，氧化烧损减少。使用碳棒作为电极具有很多优点，纯度较高的石墨碳棒导电性好，引弧方便，堆焊过程中电弧稳定，
2.2具体影响要点。磨损失重和硬度是衡量堆焊层耐磨粒磨损性能的两个重要指标，为研究不同含量的堆煤层耐磨粒磨损性能，磨粒磨损是指硬的磨粒或表面微凸体在与较软的表面的摩擦过程中，便表面材料发生损耗的现象或过程。按磨损系统中有无第三体可将其分为两体磨料磨损(一个部件表面和固定磨料接触所发生的磨损)和三体磨料磨损(磨料介于两物体表面之间所发生的磨损) 两种形式
2.2.1含硼堆焊耐磨层的耐磨研究。从硬质相数量来看，随着合金中硼加人量的提高，硬质相数量不断增多。其原因是多方面的：a 翻可使共晶点左移，促进过共晶碳化物的析出；h.酮能减少固溶体中碳的含量,使铁液中碳的溶解量增加,造成铁液中碳原子集团数量增多从面使碳化物的生长核心增多，促进碳化物形核；e.硼在铁液中的溶解度极小，在熔池中酮可与碳或其它元素形成多种硼碳化物硬质相。合金元素加人量并非越多越好，加人过多不仅提高成本，还可能使耐磨性下降。如宋文东等采用碳弧堆焊法研究了硼对合金粉块成形性和耐磨性的影响，
2.2.2含硅堆焊耐磨层耐磨研究。雄焊过程中，在液态熔池金间凝固初期，落液的温度较高，碳原子扩散较容易，硅是促进碳扩散的元素，因而向合金中加入硅会促进碳化物形成：硅是非碳化物形成元素，因此碳化物长大的过程也是排硅的过程，结果导致初生碳化物周围基体中硅量增加。碳化物周围硅量的增加，反过来又会阻碍碳原子的扩散，碳就不能及时供应，阻止初生碳化物长大。综合硬度测试，磨损试验、组织和磨损形稳分析，可以得出结论：向合金中添加硅对堆焊层耐磨性提高作用较小。少量的硅可起到一定的固溶强化作用，在一定程度上提高耐磨性：因此，应该对合金中硅含量加以限制。
结束语
总之，向合金中加入适量的酬、硅可以显著提高雄焊层耐磨性随着硼、硅含量的增加，组织中硬质相数量增多，颗粒细化，分布弥散，且硬质相硬度提高，因固此堆焊层硬度持续增加，耐磨粒磨损性能随之提高。
参考文献
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基金项目：黑龙江省教育厅科研指导项目课题"磨检磨损堆焊用自熔合金粉块的研制"（项目编号：12535093）作者简介：马春雷（1969-)，男，黑龙江哈尔滨人，高工，学士，研究方向焊接材料与工艺