等離子熔覆表面改性技術(shù)是在金屬表面通過按照程序軌跡運行的等離子束流在高溫下通過同步送粉方式獲得優(yōu)異性能的、冶金結(jié)合的、低成本的表面工程技術(shù)，它因具有廣闊的應(yīng)用前景、巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益而在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用。其技術(shù)優(yōu)勢在于能夠在金屬零件表面快速依次形成與弧斑直徑尺寸相近的熔池，將合金粉末同步送入弧柱或熔池中，粉末經(jīng)快速加熱，呈熔化或半熔化狀態(tài)與熔池金屬混合擴(kuò)散反應(yīng)，隨著等離子弧柱的移動，合金熔池迅速凝固，形成與基體呈冶金結(jié)合的涂層。本文通過在20Cr鋼基體表面熔覆一層高性能的Fe基合金粉末制備試樣，利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、電子探針(EMPA)以及顯微硬度計等實驗設(shè)備對熔覆層和熱影響區(qū)的組織、相組成、顯微硬度等進(jìn)行了分析測試，通過實驗結(jié)果結(jié)合金屬學(xué)理論對等離子熔覆凝固和相變規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和闡述。通過熱力學(xué)判據(jù)分析粉末配方中的成分可能發(fā)生的主要反應(yīng)結(jié)合試樣中C、Cr含量利用Cr-C二元相圖和Fe-Cr-C三元相圖分析M7C3和M23C6的形成的可能性和形成原因及形成過程。根據(jù)分析結(jié)果，M7C3是在1755℃以下產(chǎn)生的，溫度降至1576℃以下時發(fā)生包晶反應(yīng)生成一次M23C6，由于掃描順序的原因，后面熔覆的焊道會對之前熔覆焊道產(chǎn)生熱作用，導(dǎo)致部分M7C3繼續(xù)分解為二次M23C6激光熔覆目前國內(nèi)采用采用兩種機(jī)型；CO2激光器，YAG激光器。前者為連續(xù)輸出，熔覆用機(jī)一般在3KW以上；YAG激光為脈沖輸出，一般在600W左右。對于設(shè)備，一般使用者很難吃透，嚴(yán)重依賴生產(chǎn)方的服務(wù)，購買價格昂貴，維護(hù)成本、零部件價格很高，再加上設(shè)備穩(wěn)定性和耐受性與國外比較普遍都有差距。因此激光熔覆機(jī)一般用在特殊領(lǐng)域，普通工業(yè)制造、維修領(lǐng)域難有效益。熔覆的工藝性：關(guān)于激光熔覆和等離子熔覆，有許多同行發(fā)表了很多文章，大部分都強(qiáng)調(diào)激光的優(yōu)勢，這也是大家所追求的目標(biāo)。然而，多數(shù)是從微觀角度用金相分析的方法評價激光的。但凡事都有其兩面性，激光熔覆也有其劣勢。在工藝方面就有許多限制，在生產(chǎn)實際中更需要高的操作技能，給許多客戶造成困難。我認(rèn)為主要是加熱快，冷卻快造成的熔覆層熔融時間過短造成光斑外緣和內(nèi)緣差別大，組織形成不均勻，應(yīng)力分配不勻，排氣浮渣不充分，造成硬度不均，易形成氣孔夾渣等問題，難以獲得大面積完美的熔覆層，激光尤其為甚。所以激光熔覆從選材到操作都應(yīng)格外細(xì)致。等離子熔覆相對激光講輸入熱量大，基體變形量比激光大。但其熔融充分，硬度分布均勻，排氣浮渣徹底。材料選擇范圍廣，易于操作，易獲較為完好的整體熔覆層，成本低，效益好。因此在大面積，大厚度，熔覆方面有著明顯優(yōu)勢。