原位自生顆粒增強(qiáng)鎳基激光熔覆層研究.pdf

1、激光熔覆原位自生陶瓷顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合涂層是一項(xiàng)先進(jìn)的表面改性技術(shù),它將金屬的高強(qiáng)度、高韌性與陶瓷的耐腐蝕、耐磨損、抗氧化等優(yōu)良性能有機(jī)結(jié)合起來(lái),在金屬材料表面獲得性能良好的熔覆層。
　　 按照增強(qiáng)顆粒加入方式可分為外加陶瓷增強(qiáng)體和原位生成陶瓷增強(qiáng)體。與外加增強(qiáng)體相比,原位生成的增強(qiáng)體是從金屬基體中原位形核、長(zhǎng)大的熱力學(xué)穩(wěn)定相,表面無(wú)污染、與基體浸潤(rùn)性好,可避免與基體相容性不良的問(wèn)題,且界面結(jié)合強(qiáng)度高,增強(qiáng)顆粒細(xì)小、分布均勻。<

2、br>　　 為在A3鋼表面獲得良好的耐磨涂層,本文分別選用Ni60+(Ta2O5+Nb2O5+C)和Ni60+(Nb2O5+V2O5+C)復(fù)合粉末進(jìn)行激光熔覆。利用掃描電鏡、電子能譜、和X射線衍射儀對(duì)熔覆層的顯微組織和物相構(gòu)成進(jìn)行分析,并在顯微硬度儀和摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上對(duì)熔覆層進(jìn)行硬度、摩擦性能測(cè)試。所得結(jié)果如下:
　　 激光熔覆Ni60+(Ta2O5+Nb2O5+C)研究。激光熔覆Ni60+(Ta2O5+Nb2O5+C)合金粉

3、末,在(Ta2O5+Nb2O5+C)加入量20wt.％、激光功率2.0 kW、掃描速度2 mm／s時(shí),可以獲得形貌良好的并與基體呈冶金結(jié)合的TaC-NbC顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合涂層。熔覆層組織由白色星狀顆粒相、黑色枝狀相和灰色相組成,白色星狀顆粒相為原位生成的TaC-NbC,黑色枝狀相為Cr3C2增強(qiáng)相,而灰色相為γ(NiFe)固溶體。由于原位TaC-NbC顆粒增強(qiáng)相和Cr3C2增強(qiáng)相的生成及其均勻分布,Ni60+20％(Ta2O5+Nb2O

4、5+C)熔覆層具有高的硬度(HV0.31200)和良好的耐磨性,其摩擦質(zhì)量損失僅為純Ni60熔覆層的31％。
　　 激光熔覆Ni60+(Nb2O5+V2O5+C)研究。當(dāng)(Nb2O5+V2O5+C)加入量20wt.％、激光功率1.8 kW、掃描速度2 mm／s時(shí),可獲得形貌良好、原位自生NbC-VC顆粒增強(qiáng)鎳基熔覆層。熔覆層的中上部組織為NbC-VC顆粒和Cr3C2條狀相分布在γ(NiFe)枝晶基體中,底部組織為逆熱流方向生長(zhǎng)的