Ni基復合粉末激光熔覆層組織與性能的研究.pdf

1、許多機械零部件根據其工藝要求和沖擊韌性，一般都采用鍛造及焊接性能良好的高強度低碳合金鋼制造。但這類鋼經熱處理后的硬度和耐磨性能較低，在苛刻的沖擊磨損、磨粒磨損和腐蝕磨損下極易失效。為了滿足零部件耐磨耐蝕的工作要求，采用激光熔覆技術對零部件表面進行強化與修復，具有顯著的經濟效益。
　　 本文使用激光熔覆成套設備在Q345鋼表面制備了Ni60A激光熔覆層、Ni60A+WC復合粉末激光熔覆層和Ni60A+F313合金粉末激光熔覆層，優(yōu)

2、化了工藝參數，并對熔覆層的組織形貌、物相、耐磨性和耐腐蝕性進行了研究。
　　 本試驗所獲得的最優(yōu)工藝參數為:激光功率為2400W、掃描速度為5mm/min、光斑為圓形且直徑是4mm、預置粉末厚度為1mm、保護氣體流速為10L/min、搭接率為25％。這些工藝參數能獲得面積較大，與基體材料結合良好，裂紋、氣孔等缺陷極少的熔覆層。
　　 Ni60A激光熔覆層物相主要有γ-(Ni，Fe)、Cr7C3、Fe3Ni2、CrB等。N

3、i60A+WC熔覆層的WC的含量為10wt％時，WC在熔覆層中完全分解，并且部分固溶到熔覆層的組織中以及生成含W的Ni4W等新相;當WC的加入量為30wt％以上時，熔覆層的組織細化，在γ-(Ni，Fe)枝晶間出現小塊狀的富W相。Ni60A+F313熔覆層中主要出現較多的枝晶以及分布在枝晶間的金屬間化合物FeNi3和富Fe的相。
　　 Ni60A+WC激光熔覆層的耐磨性隨著WC的含量增加先上升后略有下降。當WC含量較低時，其磨損機

4、制是以磨料磨損為主，伴有粘著磨損。當WC含量較高時，熔覆層的磨損機制以粘著磨損為主，伴有磨料磨損和氧化磨損。Ni60A+WC激光熔覆層最少的磨損失重量是Q345鋼的7％。Ni60A+F313粉末激光熔覆層的耐磨性隨著F313合金粉末含量的增加而升高，其磨損機制是磨料磨損和粘著磨損，而熔覆層的磨損失重中粘著磨損占得的比例增多。
　　 Ni60A+WC的激光熔覆層的耐腐蝕性隨WC含量增加呈現先略有升高后下降的趨勢。加入WC能夠使熔覆

5、層組織細化，降低組織間的電位差，而且熔覆層表面的有Ni、Cr氧化膜，導致熔覆層耐腐蝕性上升;但是WC過多以后，熔覆層中的硬質相增多，原電池數目相對增多，Ni、Cr元素的含量減少，導致Ni、Cr在熔覆層表面減少，從而使熔覆層的耐蝕性下降。Ni60A+F313粉末激光熔覆層的耐腐蝕性隨著F313合金粉末的增多而呈下降趨勢。熔覆層中含Fe的相增多，增加了熔覆層各相之間的電位差，增加了原電池效應。而且熔覆層中Ni、Cr元素含量的減少，使熔覆層表