旋耕刀Fe/WC/CeO2等离子堆焊层制备及其组织性能

作者：郝建军; 占志国; 侯俊英; 赵建国; 刘敬春; 殷常峰

来源：农业工程学报, 2021, 37(24): 1-8.

• 显微结构
• 性能
• 等离子堆焊
• 堆焊层
• 旋耕刀

针对农业触土部件因耐磨性能差、冲击韧性低而导致刀具寿命短、失效频繁等问题，采用等离子堆焊技术在Q235钢基材上成功制备了Fe/WC/CeO2金属陶瓷复合涂层，分析了CeO2对Fe/WC/CeO2金属陶瓷复合涂层性能的影响及其对涂层的作用机理。以堆焊电流、堆焊速度、送粉速率、堆焊距离为试验因素，磨损量为评价指标，通过正交试验优化了Fe/WC/CeO2等离子堆焊层制备工艺参数：堆焊电流50 A，堆焊距离5 mm，堆焊速度15 cm/min，送粉速率25 g/min。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪分析了堆焊层显微组织、物相组成，采用维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、冲击试验机、土槽试验台等测试了堆焊层显微硬度、耐磨性和冲击韧性，利用电化学工作站分析了堆焊层的耐蚀性。结果表明，堆焊层与基体呈良好的冶金结合，涂层主要有鱼骨状、长杆状、球状、六方形状等组织构成，堆焊层主要由γ-Fe、Fe-Cr-Ni固溶体、WC、M7C3、Cr7C3、Cr23C6、W2C等物相组成。与Fe/WC堆焊层相比，Fe/WC/CeO2堆焊层平均显微硬度提高22%，冲击韧性提高29%。土槽试验与田间试验表明，与65Mn旋耕刀相比，Fe/WC/CeO2堆焊层旋耕刀的磨损量分别降低71%和65%；与Fe/WC堆焊层旋耕刀相比，Fe/WC/CeO2堆焊层旋耕刀的磨损量分别降低17%和15%。Fe/WC/CeO2堆焊层具有较好的耐磨、耐蚀和耐冲击综合性能，研究结果可为犁铧、深松铲等农业触土部件强化提供参考。

• 单位
  机电工程学院; 河北农业大学