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钨极氩弧熔覆原位合成颗粒增强铁基复合涂层组织及耐磨性的研究
钨极氩弧熔覆原位合成颗粒增强铁基复合涂层组织及耐磨性的研究
摘要：
铁基复合涂层在工程领域具有广泛的应用前景，提高其结构组织和耐磨性能是当前研究的热点之一。本研究采用钨极氩弧熔覆技术和原位合成颗粒增强方法制备了一种铁基复合涂层，并对其组织结构和耐磨性进行了研究。结果表明，通过控制熔覆工艺参数和颗粒增强材料的选择，可以获得致密且均匀的铁基复合涂层，并且其耐磨性能显著提高。同时，通过扫描电子显微镜和能谱分析等方法对涂层的组织结构和元素成分进行了表征分析，结果显示颗粒增强材料的添加可以显著改善涂层的织构和结晶度。本研究为进一步提高铁基复合涂层的性能和应用推广提供了实验基础。
关键词：钨极氩弧熔覆；原位合成；颗粒增强；铁基复合涂层；组织结构；耐磨性
1.引言
铁基复合涂层是一种在金属基体上覆盖铁基材料的一种表面改性方法，具有良好的耐磨性、耐酸碱性和高温稳定性等特点，因此在航空、船舶、汽车和冶金等领域得到了广泛应用。然而，传统的铁基复合涂层结构组织和耐磨性能有待进一步提高，因此需要寻找新的制备方法和改善性能的途径。
2.实验方法
2.1.材料选择
在本研究中，选择了铁基合金作为基体材料，并选择了钨作为颗粒增强材料。铁基合金具有良好的工程性能和热处理性能，而钨则具有高熔点和高硬度的特点，可以有效提高涂层的耐磨性。
2.2.制备工艺
首先，将铁基合金材料加热至熔点，并在惰性气体保护下进行氩弧熔覆。然后，在熔覆过程中加入预先制备好的颗粒增强材料，通过熔化和固化反应生成颗粒增强的铁基复合涂层。控制熔覆工艺参数和颗粒增强材料的添加量可以调控涂层的组织结构和性能。
3.结果与讨论
3.1.组织结构分析
通过扫描电子显微镜观察铁基复合涂层的形貌，并利用能谱分析方法确定其元素成分。结果显示，钨颗粒与铁基合金基体之间形成了均匀的分布，并且涂层的表面呈现出致密和均匀的结构。
3.2.耐磨性能测试
利用摩擦磨损实验仪对铁基复合涂层的耐磨性能进行测试。结果表明，与传统的铁基涂层相比，颗粒增强的铁基复合涂层具有更好的耐磨性能，摩擦系数和磨损量明显降低。
4.结论
通过钨极氩弧熔覆原位合成颗粒增强铁基复合涂层的研究，获得了具有致密和均匀结构的铁基复合涂层，并且其耐磨性能得到了显著提高。这为进一步提高铁基复合涂层的性能和应用推广提供了实验基础。未来的研究可以进一步优化熔覆工艺参数和颗粒增强材料的选择，以实现更高性能的铁基复合涂层的制备。
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