45鋼表面激光熔覆耐磨耐蝕涂層研究.pdf

1、激光熔覆是利用高能量激光束熔化涂層材料和薄層基體,形成一個與基體冶金結(jié)合的表面涂層。激光熔覆已成為現(xiàn)代表面技術(shù)體系中的極具發(fā)展前途和頗具特色的新技術(shù)之一,是工件修復(fù)和強(qiáng)化的有效途徑。通過選用合適的熔覆材料和激光熔覆修復(fù)工藝,在工件表面能夠得到具有良好的冶金結(jié)合、良好的表面質(zhì)量、耐磨耐蝕的涂層,從而大幅度提高工件的使用性能并獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。因而在航空航天、汽車、冶金、石油、化工等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本課題利用激光熔覆技

2、術(shù),在45鋼表面采用CO2激光器制備了Ni60及Ni60+WC熔覆層,研究了熔覆層的形貌特征、組織結(jié)構(gòu)、耐腐蝕性及耐磨損性能;并考察了稀土CeO2對Ni60+WC熔覆層組織性能的影響。
　　研究表明,Ni60熔覆層表面質(zhì)量較好,其熔覆層橫截面面積隨作用時間和能量密度的增加而增加;Ni60+WC熔覆層中有微小的裂紋、孔洞等缺陷,而添加稀土CeO2后改善了熔覆層的表面質(zhì)量。物相分析顯示Ni60激光熔覆層主要有γ-(Ni,Fe)、Ni3

3、B、CrB、M7C3、M23C6等相組成。添加WC和CeO2后,熔覆層中增加了WC和CeB2C2新相。掃描電鏡及EDS分析表明,熔覆層由表及里主要包括熔覆區(qū)、合金化區(qū)和熱影響區(qū)。Ni60熔覆區(qū)中主要為樹枝晶和塊狀的富Cr相;合金化區(qū)主要由平面晶和具有方向性的柱狀晶組成;熱影響區(qū)為淬火馬氏體組織。Ni60+WC熔覆層中含有大量雪花狀、團(tuán)狀、塊狀、顆粒狀、針狀及圈狀等形貌特征的復(fù)合碳化物,稀土CeO2的加入能細(xì)化組織,使團(tuán)狀碳化物數(shù)量減少。

4、
　　熔覆層顯微硬度由表及里呈階梯狀分布,Ni60熔覆層的硬度(800HV)較基體(300 HV)提高約3倍,Ni60+WC熔覆層的硬度為1000HV左右,添加CeO2后熔覆層硬度可達(dá)1200 HV。45鋼表面激光熔覆Ni60及Ni60+WC涂層后耐磨性大大提高。分析發(fā)現(xiàn),45鋼基體的磨損機(jī)制主要是粘著磨損,而激光熔覆層主要為磨料磨損。稀土CeO2由于其具有細(xì)化組織、均勻組織、提高基體固溶度、減少缺陷等作用,因此大大提高了涂層耐磨