真空熔覆WC-10Ni NiCrBSi復合涂層的制備及組織性能研究.pdf

1、通過表面涂層技術在零件表面涂覆耐磨耐腐蝕涂層可以顯著提高零件的使用壽命，降低制造成本，減少資源浪費。本課題將真空熔覆技術與柔性“涂層布”技術相結合，通過改變?nèi)鄹矞囟扰c成分配比在Q235基體表面制備了WC-10Ni/NiCrBSi復合涂層。采用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析儀及X射線衍射儀研究了復合涂層的顯微組織、元素分布、相組成及磨痕和斷口形貌，采用洛氏硬度計、顯微硬度計、摩擦磨損試驗機及電子萬能試驗機對涂層的表面洛氏硬度、截面顯微硬度

2、、表面耐磨性及界面結合強度進行測定，并揭示真空熔覆WC-10Ni/NiCrBSi復合涂層的結合機理。研究結果表明：
　　在“涂層布”制備中有機粘結劑經(jīng)軋機軋輥多次擠壓逐漸形成縱橫交錯的立體蛛網(wǎng)式結構，將硬質(zhì)合金與釬料粉末包裹其中而形成“布”狀材料。采用 NiCrBSi“涂層布”在下，硬質(zhì)“涂層布”在上的裝配順序可獲得成形較好的WC-10Ni/NiCrBSi復合涂層。熔覆溫度的增加可以減少涂層內(nèi)的孔隙，但對涂層表面成形質(zhì)量基本沒有影

3、響，WC-10Ni含量過高時，孔隙增加，涂層表面出現(xiàn)開裂，影響涂層的使用性能。
　　復合涂層硬質(zhì)層內(nèi)生成的γ-Ni(Fe，Cr)、γ-Ni(Si)及α-Ni(Si)固溶體對硬質(zhì)顆粒起到支撐作用，生成的Ni3Si和Ni3B起到彌散強化的作用。在界面與基體之間形成冶金結合帶，緊密連接涂層與基體。Si、B的擴散使界面內(nèi)生成不同形式的鎳基固溶體，主要有γ-Ni(Fe，Cr)、γ-Ni(Si，Cr)及α-Ni(Si)。而Si、B在界面近硬質(zhì)

4、層處富集使WC發(fā)生溶解，生成主要含富鉻相的脆性復相化合物，熔覆溫度的增加使富鉻相轉(zhuǎn)變成富鎢相。復合涂層結合機理總結為液相生成和顆粒重排、元素擴散及液相凝固三個階段。
　　涂層表面洛氏硬度受硬質(zhì)相含量及硬質(zhì)相與粘結相之間結合強度的影響。涂層截面的顯微硬度呈“山峰形”分布，從基體到表層呈先增加后減小的趨勢。相同配方下，涂層表面耐磨性基本隨熔覆溫度的增加而提高；相同熔覆溫度下，涂層表面的磨損量隨WC-10Ni含量的增加先減小后增大。復合