１００６－３２６９２０１１０４－００５８－０等离子束熔覆技术在缸体缺陷修复中的研究李强，杨克立（中原工学院，河南郑州４５０００７）件之一．工作在尘粉条件下的千斤顶油缸，经过几个周期的使用后容易出现不同程度的损坏如：缸体出现椭圆损坏变形部位；内径表面磨损、局部出现腐蚀斑点、凹坑；尺寸改变等摘要：针对液压支架缸体的使用条件，采用等离子熔覆技术修复其表面缺陷，在２７ＳｉＭｎ钢基体上熔覆合金粉末，形成金属基复合材料熔覆层．该熔覆层硬度可达１４３３ＨＶ．该熔覆层与基体形成的冶金结合体具有较高的耐磨性能．应用结果表明，经熔覆处理，缸体使用寿命提高３～５倍，达到了良好的效果．式主要是磨粒磨损与腐蚀磨损［１．上述损坏致使立柱、千斤顶的密封性能大幅度下降，出现漏液窜液现象，从而导致整个设备瘫痪．缸体通常由优质合金２７ＳｉＭｎ无缝钢管制成，成本较高，如废弃则损失严重，常需采取合理的后续修复处理工艺，否则会直接影响煤矿：ＴＧ１５７文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６缸体缺陷的修复问题１（质量分数％）［２］见表１．矿用液压支架千斤顶油缸是液压系统的关键零表１２７ＳｉＭｎ钢的化学成分（质量分数％）成分ＣＳｉＭｎＣｒＮｉＣｕＳＰ含量０．２４～０．３２１．１０～１．４０１．１０～１．≤０．３０≤０．３０≤０．２０＜０．０３＜０．０３而形成合金熔覆层．该技术能够根据工件的实际工况特点，有针对性地设计合金粉末的成分配比，在金属表面获得优异的耐磨、耐蚀、耐热、耐冲击等性能的表面复合层［３］，对工件需要修复的局部位置进行强化，从而以最经济、最合理的手段，大幅度提高工件的使用寿命．本文主要就等离子表面熔覆强化技术在缸体表面局部缺试验原理及方法２等离子熔覆的原理等离子熔覆技术是目前最先进的表面处理工程手段之一．其以等离子束为热源，迅速加热工件使工件表面形成熔池，同时将熔覆粉末送入熔池里．随着等离子炬和工件的相对移动，合金熔池逐渐凝固２．１熔覆试验方法试验用基材为２７ＳｉＭｎ钢板熔覆复合材料用碳化硼、脱水硼砂、稀土硅合金粉、活化剂、还原剂及稀释剂组成粉末涂料．２．２收稿日期：２０１１－１１－０３作者简介：李强（１９７１－），男，河南郑州人，高级实验师，主要从事金属材料热加工工艺研究．··《成组技术与生产现代年第卷第期熔覆前采用预置法，用粘结剂将配制好的涂料涂敷于钢板上，厚度为３ｍｍ，于常温下空气中干燥待用．熔覆试验在ＩＧＥ－１型等离子弧熔覆处理设备上进行．采用单道熔覆，熔覆宽度为１０ｍｍ，熔覆层厚度为２ｍｍ，工作电流１００～１５０Ａ，工作电压２８Ｖ．采用氩气保护，保护气体流量１．０ｍ３／ｈ，电离气体流量０．８ｍ３／ｈ喷嘴离工件距离５ｍｍ，扫描速度３３０ｍｍ／ｍｉｎ．试样的组织观察采用Ｎ在熔覆冶金层与基体的界面处形成的白亮的平面晶组织称为白亮层．白亮层处于熔覆层与基体之间，是等离子熔覆时的液固界面，厚约２μｍ．其形成机理为：等离子熔覆时，基体微熔表面与涂层合金粉末发生搅拌，形成混合熔体，在淬火层与熔体界面的非均匀形核位置上凝固而成白亮层．根据结晶成分过冷理论，基体温度低，液／固界面温度梯度大，界面稳定因子Ｇ／Ｒ（Ｇ为温度梯度，Ｒ为凝固速度）很大，故呈平界面方式凝固，形成具有一定宽度并平行于基体的薄带－白亮层．这与激光熔覆类似［４］．进一步观察分析发现，存在于基体表面、熔合区、涂层三者之间的白亮层晶界是连续的．这一结果说明，熔覆层与基体的结合为具有较高结合强度的冶金结合［５］．由金相结构可看出，熔覆层组织主要由大量的树枝晶组成，见图２．在等离子束表面冶金合金过程中，熔体的凝固是一个非平衡动态凝固过程，随着等离子炬的移动，金属的熔化与凝固是同时进行的．在熔池的前半部分，合金粉末不断进入熔池熔化；在熔池的后半部分，熔体不断结晶而形成涂层．在熔体的结晶过程中，非均匀形核显著．在结晶过程中，熔池体积小，熔池处于液态的时间很短，原子扩散不充分，存在着较大的浓度梯度，故结晶形态出现树枝晶［６］．这种树枝晶...