2024年4月19日发(作者：平板电脑学生用)
不同粒度的熔覆颗粒；第二种通过熔覆多层的方法；第三种通过加入稀土元素
的方法；第四种通过后送粉方式氩弧熔化—注射技术，来制备颗粒增强表层复
合材料。本课题的理论意义和应用价值体现在：
（1）氩弧熔覆设备简单，操作方便，工艺比较成熟，得到广泛应用。氩弧
的特点是热量集中，能量密度适中，在氩气保护下工作，几乎无氧化、烧损现
象。另外使用氩弧，可以极大的降低成本，可应用于小面积的强化与修复，但
氩弧的有效作用面积有限，所以可采用多道搭接的方式来处理大平面。
（2）WC颗粒具有高熔点、高硬度（HV2400）及良好的稳定性，碳化钨
颗粒与铁基体金属的润湿角为零，因此WC作为增强颗粒的应用价值非常突
出，发展WC颗粒增强表面复合材料的趋势越来越受到人们的重视和青睐。
（3）我国稀土资源丰富，充分利用稀土资源和稀土的特性，研制含稀土的
产品，扩大稀土的应用领域，具有十分重要的意义。
1.1 国内外相关领域发展概况
铁基体表面耐磨复合材料中的颗粒，主要是通过阻止或减小磨料对基体的
显微切削和犁沟变形的方式来提高材料的耐磨性，因而增强颗粒必须具有高硬
度和高模量，陶瓷颗粒正好满足，常用的陶瓷颗粒有WC、TiC、SiC、TiN、
ZrO
2
、Al
2
O
3
等碳化物、氧化物、氮化物
[11]
。其中以WC应用最多，主要是因
为WC与铁液为完全浸润，且价格适中，因此WC颗粒增强复合材料越来越受
到人们的关注，并得到了广泛的应用。
2
图1-1 表面工程技术的树枝状分类
图1-1显示了表面工程技术的树枝状分类。目前常用的表面熔覆技术有：
等离子熔覆、激光熔覆、堆焊、热喷涂、钨极氩弧熔覆等。这些表面熔覆技术
由于能获得与基体结合良好，厚度适中的表面涂层而被广泛应用于手工业生产
中
[12-13]
。
1.1.1等离子熔覆技术
等离子熔敷或堆焊技术是以联合型或转移型等离子弧为热源，熔化合金粉
末或者焊丝作为填充金属来制备熔敷层
[24-25]
。
国内外对采用等离子熔敷方法制备耐磨涂层的研究较多，如王惜宝
[26]
等研
究了，粉末颗粒在等离子弧粉末堆焊过程中与转移型等离子弧之间的传热过
程，发现粉末颗粒受等离子弧加热的速度与如下几个因素有关：粉末颗粒的密
度、尺寸、热传导、热物理性能和离子弧的温度等；吴玉萍
[27]
用等离子弧熔覆
了预置在基材表面含TiC颗粒涂料，形成的熔敷层不仅含有陶瓷相，而且涂层
与基体结合优良，结果表明，部分Fe-Ti金属间化合物是由TiC颗粒发生溶解
并与基体发生界面反应生成了，且有部分纳米级的TiC颗粒析出，该颗粒是由
部分Ti扩散至基体内再次与C结合反应而成的。
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