随着工业技术的迅速发展和机械化、自动化程度的不断提高,对机械设备和零件磨损引起的危害越来越被人们重视,减少磨料磨损与提高机械耐磨性具有很大的经济意义。 电磁作用焊接技术是近年来完善起来的一种新的焊接技术,应用也日趋广泛。外加纵向磁场促使电弧旋转,改变弧柱等离子流和电流密度的径向分布,影响母材的加热熔化和焊缝成形。实践表明,利用外加磁场对焊接中熔滴的过渡、熔池金属的流动、熔池的结晶形核及结晶生长等过程有显著作用,使堆焊层的一次结晶组织细化,减小化学不均匀性,从而提高了堆焊层金属的硬度和耐磨性,全面改善堆焊层的性能。 本课题以堆焊层为对象,在等离子弧堆焊铁基合金时外加纵向磁场,研究了外加间歇交变纵向磁场对堆焊层组织的影响规律,系统地考察了不同磁场种类与材料耐磨性之间的关系,着重叙述了外加纵向磁场对堆焊层金属凝固过程的作用机理,揭示了堆焊层中硬质相的形态分布,并做出了理论分析和初步探讨,得到以下主要结果: 1、在适当的磁场参数作用下,堆焊层组织才能获得最佳的细化效果;交流磁场作用下等离子弧堆焊时,获得比直流磁场更佳的电磁搅拌的效果。 2、没有施加磁场时,硬质相杂乱无章的分布;在最佳的磁场参数作用下,无论是直流磁场还是交流磁场,堆焊层中硬质相细小且成“六角形”分布,此时堆焊层金属的硬度和磨损量均达到最佳状态。 3、由实验的结果可知:直流纵向磁场作用下,最佳的磁场电流为I_磁=3A,此时堆焊层金属的硬度为HRC66,磨损量ΔG=0.0417g;交变纵向磁场作用下,当磁场电流I_磁=3A、磁场频率f=10 Hz时,堆焊层金属性能达到最佳值:硬度HRC68,磨损量ΔG=0.0318g。