模具鋼表面熔覆SiC涂層制備工藝及耐磨性研究.pdf

1、模具在生產(chǎn)過程中,由于要承受劇烈沖擊,表面容易發(fā)生磨損,從而會(huì)發(fā)生失效,故需在其表面熔覆具有高硬度、高耐磨性能的涂層對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。SiC是一種彈性模量大、硬度高、高溫時(shí)抗氧化性能強(qiáng)的陶瓷材料,故本研究利用激光熔覆技術(shù)和氬弧熔覆技術(shù)在SKD11模具鋼表面制備SiC和鐵粉復(fù)合粉末熔覆層來提高模具的耐磨性能。熔覆時(shí)采用預(yù)置式供粉方式,預(yù)置粉末厚度約為1mm。熔覆后采用掃描電鏡、XRD對(duì)所獲得的熔覆層進(jìn)行了顯微組織分析;測(cè)量了各種熔覆層的硬度,

2、并在UMT-2型摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上檢測(cè)了它們的耐磨性能。
　　通過掃描電鏡、XRD對(duì)所得熔覆層進(jìn)行的顯微組織分析發(fā)現(xiàn):激光熔覆層與SKD11模具鋼基體之間呈現(xiàn)了良好的冶金結(jié)合,無裂紋、氣孔等缺陷。隨著熔覆粉末中SiC含量的增加,熔覆層中富硅相的存在形式按 Fe3Si→Fe3Si+Fe2Si→Fe3Si+FeSiC+SiC變化。當(dāng)SiC含量增加到80％時(shí),熔覆層中出現(xiàn)了SiC相。對(duì)于氬弧熔覆,當(dāng)SiC含量為80%時(shí),在160A電流和8

3、L/min的Ar氣流量熔覆參數(shù)下所得熔覆層組織均勻,長(zhǎng)條狀和粒狀的硬質(zhì)相彌散分布,與基體之間呈現(xiàn)良好的冶金結(jié)合,無氣孔、裂紋等缺陷。
　　通過硬度檢測(cè)發(fā)現(xiàn):激光熔覆層的硬度受熔覆粉末中SiC含量、掃描速度、激光功率的影響。熔覆層的硬度隨熔覆粉末中SiC含量的增加先增大后減小,當(dāng)SiC含量為90%時(shí),熔覆層的硬度最大;在SiC含量為70%,激光功率為3.5KW時(shí),掃描速度的增加使熔覆層的硬度遞減,采用最低熔覆速度1.0mm/s所得熔

4、覆層的硬度最大;在熔覆速度為3mm/s,SiC含量為30%時(shí),隨著激光功率的增加,熔覆層的硬度先減小后增大,功率為3.8KW和4KW所得熔覆層的硬度達(dá)到最大。氬弧熔覆所得熔覆層的硬度都比基體高出很多,當(dāng)SiC含量為80%時(shí),采用130A電流、8L/min的Ar氣流量熔覆參數(shù)所得氬弧熔覆層的硬度值最大。
　　通過摩擦磨損實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):激光熔覆層的耐磨性受熔覆粉末中SiC含量、掃描速度和激光功率的影響。熔覆層耐磨性均高于基體 SKD11的