电弧熔覆材料性能研究

５ ００ ４ ２ １ 年第 ０ 期 ５
专研 釜 型 业奔
水润 滑螺 旋槽 推力 轴承 螺 旋槽 平面型 线 分析
牟 影 刘 宪伟 韩 文君 ／吉林 省 长 春 市 中国人 民解放 军装 甲兵技 术 学 院
［ 摘 要］螺旋槽平 面型线的形状会对水 润滑螺旋槽推力轴承 的润滑性 能造成 一定 的影 响。 利用流体 计算软件 对２ 种
硬度检测 和磨损试验结果表明 ，随着合金元素加入种 类增多 ， 熔覆层的硬度 和耐磨性均有增大 的趋势。 说明实验
２３快速磨损实验结果 ． 采用少量多元的合 金化原则取得 了良好的效果 ，一方 面细 将熔覆获得 的试样加工成 ：２ ０ ２ ５Ｘ４ ｍｍ 的快速磨损试 化 了熔覆层 的组织 ， 减轻树枝晶生长倾 向， 同时改变了熔覆 样， 熔覆层表面磨光。进行快速磨损实验 ， 实验条件是：载 层产生 的物相类型 、 数量和分布状态。ｏ— Ｔ 的形成使熔 ｒ Ｍｏ ｉ
翌 ＿刊 善 研 ■ … … －■ ｕ 业 究
电弧熔覆材料性雒研究
杜 云峰 崔 岩 刘 汝红 ／吉林 省 长春 市 中 国人 民解放 军装 甲兵技 术 学院
［ 摘 要］正确选择和配制熔覆材料是 电弧熔覆技术的关键 环节。 本文根据熔覆 材料的研 制试验 ， 优选并配制 了Ｆ — ｅ Ｃ － ￣ Ｂ系合金粉末 ，并对 电弧熔覆 层进行 了性能检测试验。试验证 明，能够保证修复层有效 的抵抗常规磨损、高温氧 ｒ Ｓ一
３ ＣＳ ８Ｒｉ
ｅＣ — — １ — ｒ Ｓｉ Ｂ（ ）
—
ｌ
２ ５ ２ ５
２ ５
ｌ
３ ３
３
０ ３ ８
２８ ３０
２ ９
０４ ．
２ Ｏ ２ ０
２ Ｏ
余
余
Ｃ— ｉＢ （ ） ｒＳ — ２
３
３
余
余
ｅ Ｃ— ｉＢ （ ） — ｒＳ — ３
常见螺旋槽平 面型线的螺旋 槽水润滑推力轴承 的水膜压力分布及承 载能力进行 了数值模 拟计算 比较。计算结果表 明：在 ２ 种螺旋槽平面型线 中，螺旋 槽的承载能力最大且具有更稳定 的压 力分布 ，更适合水润滑螺旋槽推 力轴承 ；但在 一定 范 围 内斜 直 线 槽 可 以替代 螺 旋 槽 。 ［ 关键词］ 平面 型线 水润滑 螺旋槽推力轴承 润滑性能
将获得的熔 覆试样沿垂直于熔覆层方向断开 ，对其横
断面进行显微组织观察 ，其结果见图 １ 。
图２不同成分熔覆层硬度及熔覆层与基体结合界面硬 度梯度
３ 分析讨论
２ ． ２熔覆层及熔覆层与基体结合界 面硬度检测结果 对上述显微组织分析试样分别进行熔覆层及熔覆层与
基体结合界 面硬度检测 ，其结果见冈 ２ 。
采用搭接熔覆 。将上述熔覆获得的熔覆层分别进行 ：在 ＭＭ６卧式显微镜下进行显微组织分析； Ｈ 一 ０ ０ 在 Ｘ １０ 显微硬
，
度计下进行熔覆层硬度及熔覆层与基体结合界面附近硬度 梯度检测ｉ Ｓ Ｏ Ａ快速磨损试验机上进行熔覆层快速பைடு நூலகம் 在 Ｋ Ｄ 损实验 ，比较其耐磨性 。 ２ 实验结果 ２１ ． 显微组织检测结果
ｃ 合金 （ ． ３）
ｅ Ｃ— ｉＢ （ ） — ｒＳ — ４
２ ５
３
３６ ．
２０ ．
３
２
２
余
图１ 熔覆层及熔覆层与基体结 合界面显微组织
５ Ｎ ｃＨ Ｏ ％Ｈ Ｏ＋ ， Ｈ腐蚀 ２ ０× ５
采用 自制 的送粉装置进行电弧熔覆 ， 熔覆材料粉经 ２ ０ ０ ℃烘干 ４ 后在电弧热源下烧熔 ，电流 １５ ｈ ２ Ａ、送粉量 ３ ０ ５ ４ ０ ／，工件移动速度 ８３ １． ／，氩气流量 １ ／ ｉ ０ ｓ ｍｇ ． ３ ｍｍ ｓ — ３ ０ ｍｎ Ｌ
性。
ｌ 实验方法
１ 材料选择 ． １
ａ ．
合金 （ ） １
ｌ
ｂ． 合金 （ ２）
ｄ． 合金 （ ４）
基体材料选用 ３Ｃ Ｓ钢 ，其成分见表 １ ８ ｒｉ 。 表 １基体材料 ３ ＣＳ 和 粉末材料 Ｆ— 卜Ｓ— ８ ｒｉ ｅ ｃ ｉＢ系合金
的成分 （ ％）
材 料 Ｃ ｒ Ｒ— ｉ ｅＳ Ｃ Ｂ Ｔ ｉ Ｖ Ｍ ｏ ‰ Ｆ ｅ
化磨损和腐蚀磨损。 ［ 关键 词］ 电弧熔覆 合金粉末
熔覆材料
电弧熔覆是材料表面熔 融强化技术的一种新方法 。正 荷 １ｋ ５ ｇ，行程 ３０ 转 ， ￣６５ ／ ， ０ Ｏ 转ｊ ７ 转 分 硬质合金磨轮直径 确选择和配制熔覆材料 是电弧熔覆技术 的关键环节。目前 ， ３ ｍ ０ ｍ，宽度 ２５ ｍ。其结果见 图 ３ ． ｍ 。 熔覆材料匹配对熔覆层性能 的影响方面的研究 尚少 。作为 熔覆材料 ， ｅ ｃ 系合金仍具有很大的研 究开发价值。与陶 Ｆ— ｒ 瓷及 金属 陶瓷相 比， 具有成本低 、 熔覆层成型性好等特点 ， 在很 大的范围内可以满足零 件维修 的需要 。本文根 据微 量 多元 的合金化原则 ， 采用 Ｆ — ｒ ｅ ｃ系合金及一些微量元素的配 比， 使熔覆层组织细化 ， 具有高硬度 、 高耐磨性 、 高的耐蚀
Ｉｒ ｎｇ ｔｎ ｎ ＝ｌｒ ＋Ｏ ａ ｆ ｌ
式 中 ，一极径
一
（ ２ ）
极 角
一
本文根据 流体动压润滑原理 ， 利用 流体计算软件对２ 种
螺旋槽型线 的水润 滑陶瓷螺 旋槽 推力轴承 的水膜压力场分 布进行 比较研究 。 ｌ 常用的螺旋槽 平面 型线 １１ ．对数螺旋线
引言
对数 螺旋线螺旋槽推力轴承结构如图 ｌ 所示 ， 构成螺旋
Ｆ＝ ｒｅ ｔ ｇ Ｏａ ｎ 或 （） １
在高速运转条件下螺旋槽推力轴承具有更高 的承载能 槽 的对数螺旋线数学方程为
力和较小的摩擦力等优点 可以构成螺旋槽的平面型线 叫。
种类较多 ， 既可是对数螺旋线 、 圆弧线 、 抛物线 、 斜直线等 单一线型 ， 也可 以是几种简单型线构成的复合线型。 平面型 线 的不 同将导致不 同的沟槽 的形状 ，不同 的沟槽形状会直 接影 响推力轴承的润滑性能和承载能力 ４ 】 。