H13鋼激光熔覆Ni基MoSi2復(fù)合材料涂層組織性能研究.pdf

1、熱鍛模H13鋼常規(guī)熱處理后，長期受沖擊、磨損、驟熱驟冷的綜合作用，表面極易累積熱應(yīng)力，產(chǎn)生熱疲勞，使熱鍛模局部變形，降低熱鍛模壽命。
　　 本試驗(yàn)期望采用激光熔覆表面工程技術(shù)、Ni基自熔性合金和MoSi_2硬質(zhì)增強(qiáng)相在H13鋼表面制備一層高性能復(fù)合材料涂層，從而降低熱鍛模失效的風(fēng)險(xiǎn)。該方法旨在修復(fù)失效模具，延長使用壽命，降低生產(chǎn)成本，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
　　 本文用CO_2激光器成功在熱鍛模H13鋼和45鋼基體上熔覆了不同配

2、比MoSi_2/Ni基合金覆層，用OE、XRD、洛式硬度計(jì)、顯微硬度儀、砂漿磨損試驗(yàn)機(jī)、激光熱常數(shù)測試儀等測試了覆層組織性能。結(jié)果如下:
　　 OE觀察表明，MoSi_2含量在24％以內(nèi)，覆層與基體均呈良好冶金結(jié)合。覆層組織致密，晶粒細(xì)小。覆層與基體的結(jié)合區(qū)受基體稀釋影響，呈現(xiàn)白亮帶（熔合線）的典型特征。XRD和OE表明，覆層組織為連續(xù)Ni的固溶體基體上分布著點(diǎn)狀、塊狀硬質(zhì)增強(qiáng)相;硬質(zhì)增強(qiáng)相主要為Cr、Mo的硼化物、碳化物;最初

3、加入的MoSi_2未能保留到覆層中。維氏顯微硬度測試表明，覆層平均顯微硬度為650HV～970HV。當(dāng)MoSi_2含量在18％時(shí)，覆層平均顯微硬度最高，達(dá)972.27HV。覆層顯微硬度與H13鋼熔凝層處于同一高水平，且都普遍比淬火回火態(tài)H13鋼高出200HV。覆層顯微硬度的提高是因?yàn)榧す饧訜岙a(chǎn)生過飽和固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化，其中第二相強(qiáng)化為主要作用。600℃高溫回火前、后，隨著MoSi_2含量從0到18％增加，覆層宏觀硬度都逐漸

4、增大，且增大的幅度逐漸減小?；鼗鸷蟮暮暧^硬度都比回火前有不同程度地增大，這是因?yàn)榛鼗鸷笥操|(zhì)相析出、增多、增大的作用足以彌補(bǔ)Ni的固溶體減弱的固溶強(qiáng)化作用。耐磨性測試表明，加入MoSi_2能夠提高Ni50A激光熔覆層的耐磨性。MoSi_2含量為12％～18％時(shí)，熔覆層耐磨性較高，比45鋼和H13鋼激光熔凝層高。600℃高溫氧化試驗(yàn)表明，加有Ni基合金的激光熔覆層抗高溫氧化性與H13鋼處于同一水平，且遠(yuǎn)比45鋼抗氧化。熱物理性測試表明Ni基