熱鍛模具激光熔覆層高溫磨損性能研究.pdf

1、熱鍛模在使用過程中，由于長期在高溫下承受反復的機械和交變載荷，模腔表面溫度達500℃以上，容易產(chǎn)生熱疲勞裂紋、高溫氧化、高溫磨損等局部位置失效。高溫磨損是熱鍛模具主要失效形式，改善模具高溫磨損性能是提高其使用壽命的關鍵。
　　激光熔覆作為一種新興的材料表面改性技術，利用其快速加熱和快速冷卻的特點，獲得均勻細小的涂層組織，且熔覆層與基體呈冶金結合。在熱鍛模表面激光熔覆合金粉末和陶瓷粉末可以大大提高其表面性能，從而提高其使用壽命。

2、r>　　Co基合金具有良好的耐磨性、耐蝕性，但單一的Co基合金高溫耐磨性低，在Co基合金中加入WC陶瓷粉末，可提高其高溫耐磨性。商購的實心結構WC粉末細小，激光加熱易分解，與Co基合金熔合深度有限，熔覆層易開裂。介孔結構WC粉末粒徑與Co基相似，有許多微小孔隙，Co基合金在熔化后填補進孔隙，增強WC韌性，抑制裂紋的產(chǎn)生。本文擬選Co基合金、Co/實心WC、Co/介孔WC三種粉末作為合金材料，分析對比三種粉末對激光熔覆層的顯微結構和高溫耐

3、磨性的影響。
　　本文選用典型的熱鍛模具H13鋼作為基體材料，采用半導體激光器，在其表面激光熔覆自制的Co基合金和WC復合粉末，利用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)等手段分析了熔覆層的顯微結構和相組成，采用顯微硬度計與高溫摩擦磨損試驗機測試熔覆層的顯微硬度和磨損性能。
　　結果表明，激光熔覆Co/實心WC、Co/介孔WC得到的兩種熔覆層由不同的顯微結構和相組成，后者的熱穩(wěn)定性優(yōu)于前者。Co/實心W

4、C覆層出現(xiàn)裂紋，顯微組織不均勻，在熔覆層中、上部為細小枝晶，靠底部有少量WC顆粒，整個覆層的硬度也不均勻。主要組成相為γ-Co，硬質相CoCx、WC、(Cr, Fe)23C6等。在600℃高溫磨損過程中，熔覆層的高溫耐磨性提高了2倍，磨損機制主要以磨粒磨損和粘著磨損為主。
　　Co/介孔WC覆層沒有裂紋，熔覆層由上到下都由碳化物硬質相組成，熔覆層的硬度也相對均勻，主要由γ-Co以及碳化物硬質相WC、W2C、(Cr, Co)23C6