Page 86 - 机械工程材料2025年第三期

张 宇，等：焊接电流对Ni60/Cr3C2等离子堆焊层组织及性能的影响

800 70 平均洛氏硬度 平均维氏硬度 800
700 60 61.0 734 62.6 763 61.4 732 700
600 50 56.4 636 58.1 677 600
显微硬度/HV 500 1 堆焊层 平均洛氏硬度/HRC 40 400 平均维氏硬度/HV
500
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30
2 堆焊层
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400
300
3 堆焊层
300
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20
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100
200 4 堆焊层 10 200
5 堆焊层 0 0
#
100
0 1 2 3 4 5 1 # 堆焊层 2 # 堆焊层 3 # 堆焊层 4 # 堆焊层 5 # 堆焊层
距表面距离/mm
图 7 不同堆焊层的截面显微硬度分布曲线 图 8 不同堆焊层的平均洛氏硬度和维氏硬度
Fig. 7 Section microhardness distribution curves of Fig. 8 Average Rockwell and Vickers hardness of
different surfacing layers different surfacing layers
流为130 A时，平均洛氏硬度与平均维氏硬度均最 65.8%，堆焊层的耐磨性能最好。Ni60/Cr 3 C 2 堆焊层
高，分别为 62.6 HRC和 763 HV，与Ni60 合金堆焊 的磨损质量损失均低于Ni60合金堆焊层，说明Cr 3 C 2
层相比分别提高 10.99%和 20.06%。当焊接电流 颗粒的加入能够有效提升堆焊层的耐磨性能。高硬
为110 A时，堆焊粉末的合金化程度不够充分，因此 度Cr 3 C 2 颗粒的加入使得熔池中铬和碳的含量增加，
Ni60/Cr 3 C 2 堆焊层的硬度较低。焊接电流为120 A 在凝固过程中促进了含铬化合物的生成，从而提升
下堆焊层中的碳化物少于焊接电流为130 A时，因 了堆焊层的硬度及耐磨性能。焊接电流为130 A时
此硬度略低于焊接电流为130 A时。当焊接电流达 制备的堆焊层组织最细小，碳化物最多，硬度最高，
到140 A时，焊接过程中的温度急剧升高，导致合金 因此耐磨性最好。
元素出现一定的烧损，因此堆焊层的硬度降低。 由图9可以看出：基体表面的磨损十分严重，存
2.5 对耐磨性能的影响 在大量较深的犁沟和剥落坑，磨损机制主要为磨粒
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1 ，2 ，3 ，4 ，5 堆焊层的磨损质量损失分别 磨损；Ni60合金堆焊层表面有明显的剥层和剥落坑，
为3.8，3.0，2.2，1.3，2.4 mg，均低于基体的磨损质 同时还附着一些块状小磨粒，磨损机制为磨粒磨损
量损失（9.4 mg）。130 A焊接电流下制备的Ni60/ 和黏着磨损；Ni60/Cr 3 C 2 堆焊层的表面虽仍有较明
Cr 3 C 2 堆焊层的磨损质量损失最小，与基体相比降低 显的犁沟，但犁沟明显变浅，说明其具有更高的摩擦

图 9 基体以及不同堆焊层的磨损形貌
Fig. 9 Wear morphology of substrate (a) and different surfacing layers (b‒d): (b) 1 surfacing layer;
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(c) 3 surfacing layer and (d) 4 surfacing layer
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