表面熔覆技术可以以较低的成本改善材料的表面性能，延长材料的使用寿命。与其它熔覆技术相比，氩弧熔覆技术具有投资和运行费用低、操作方便等优点，而且在氩气的保护下熔池中合金元素的烧损和氧化损失也较少，但其熔覆效率低，熔覆层产生裂纹或剥离的倾向较大，这大大限制了该技术的发展。辽宁工程技术大学提出以固体废弃物粉煤灰为活性剂，采用活性氩弧熔覆技术在Q235钢表面制备了B4C增强铁基活性氩弧熔覆层，取得了良好效果。
粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕的细灰，粉煤灰的化学成分主要为SiO2、Al2O3和碱性金属氧化物，可作为焊接活性剂使用。活性氩弧熔覆技术在等热量输入条件下可使焊缝熔深大幅增加，使熔覆层与母材金属更好地结合在一起。该技术在提高熔覆效率，降低生产成本的同时，也可改善熔覆层的性能。
他们所用的熔覆层材料为6%B4C、5%硼砂和还原铁粉组成的混合粉，在60MPa压力下压制成预置熔覆块，将熔覆块置于Q235钢表面进行单道氩弧熔覆。熔覆工艺参数为：熔覆电流145A，熔覆速度120mm/min，氩气流量7L/min，弧长4mm，钨极直径2mm。作为活性剂的粉煤灰，其成分为：SiO2：59.82%，Al2O3：17.32%，Fe2O3：8.23%，CaO：3.64%，K2O：2.75%，MnO：2.61%，Na2O：1.37%，TiO2：0.79%，P2O5：0.26%，MnO：0.11%其它3.1%。试验前在800°C下保温2小时进行热活化；将其均匀地涂覆在预置熔覆块表面，烘干，然后进行活性氩弧熔覆。
对所获活性氩弧熔覆层的相分析表明，其中不仅存在Fe3C，Fe2B，Fe3B，还存在Fe3.5B和Fe23(C,B)等新相，但却没有B4C。这说明涂覆粉煤灰活性剂后，提高了焊接热输入，使B4C全部分解，从而使得有更多的硼与铁发生反应，并且部分碳元素溶于母材中形成了含碳的固溶体和碳化物，这些新生成的硼化物，碳化物及固溶体对提高熔覆层的硬度及耐磨性具有一定作用。显微组织检测表明，活性氩弧熔覆层的晶粒较普通氩弧熔覆层的更细小致密，排布得较为规则，这说明涂覆粉煤灰会促进一些细小第二相的生成，并增加了形核质点的数量。
显微硬度测试表明，普通氩弧熔覆层的显微硬度约为300HV，活性氩弧熔覆层的显微硬度约为360HV，而母材的显微硬度约为130HV。磨损试验表明，母材的磨损量最大，普通氩弧熔覆层的次之，活性氩弧熔覆层的最小。普通氩弧熔覆层的耐磨性为母材的1.98倍，活性氩弧熔覆层的则提高至2.3倍；活性氩弧熔覆层的耐磨性为普通氩弧熔覆层的1.16倍。另外，活性氩弧熔覆层和普通氩弧熔覆层的相对耐冲蚀性能分别为母材的4.70倍和2.52倍；活性氩弧熔覆层的耐冲蚀性能为普通氩弧熔覆层的1.86倍。
上述试验证明，以粉煤灰为活性剂，采用活性氩弧熔覆技术在钢材表面制备活性氩弧熔覆层可以明显提高钢材的耐磨粒磨损性能和耐冲蚀磨损性能。
（来源：表面处理）




备注：数据仅供参考，不作为投资依据。