激光熔覆WC-Co-Cr合金涂層的制備及其滑動(dòng)磨損性能研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，要求機(jī)械設(shè)備能夠在高參數(shù)(如高溫、高壓、高速)、高度自動(dòng)化和惡劣的工況條件下保持良好的工作性能，這就對材料的硬度、耐磨性，特別是耐高溫磨損性能提出了更高的要求，以確保機(jī)械設(shè)備長時(shí)間有效穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，單純的Co基合金涂層已不能滿足上述工況的要求。近年來的研究和實(shí)踐表明，在Ni基合金涂層中添加WC等硬質(zhì)相可以強(qiáng)化涂層的耐磨性能，而對Co基合金涂層中添加WC的研究不夠充分，特別是WC/Co-Cr的研究更為鮮

2、見。本文采用激光熔覆方法制備WC/Co-Cr合金涂層，并對涂層的制備工藝及組織、結(jié)構(gòu)、磨損等性能進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴采用YAG固體激光器在45#鋼表面熔覆制備WC/Co-Cr合金涂層，探討了激光電流和掃描速度工藝參數(shù)對涂層宏觀組織的影響，篩選出較優(yōu)的熔覆工藝參數(shù)。用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了涂層的組織形貌，用X射線衍射儀(XRD)分析了涂層的相結(jié)構(gòu)，用能譜儀(EDS)分析了涂層及其界面的成分。結(jié)果表明：涂

3、層主要由Co、WC、CrCo、Co7W6等相組成，還有少量的碳化物Cr23C6、Cr7C3等硬質(zhì)相呈網(wǎng)狀分布于Co、CrCo相四周。隨著熔覆粉末中WC含量的增加，基體中Fe元素的擴(kuò)散到WC/Co-Cr合金涂層中，Co、Cr、W等元素從涂層到基體逐步減少，呈梯度分布，涂層與基體呈冶金結(jié)合；特別是當(dāng)涂層中WC加入量達(dá)到15wt％時(shí)，涂層組織明顯細(xì)化，硬度提高(達(dá)1000HV以上)；而當(dāng)復(fù)合粉末WC含量達(dá)20wt％時(shí)，則涂層中出現(xiàn)大量未熔WC

4、顆粒。
　　 ⑵對不同成分的涂層進(jìn)行常溫磨損試驗(yàn)，結(jié)果表明：隨著涂層中WC含量的增加，涂層的摩擦因數(shù)不斷減小，涂層硬度升高，磨損量減少，當(dāng)WC粉末加入量為20 wt％時(shí)，涂層的摩擦因數(shù)為0.35，磨損量僅為0.1mg，但涂層微裂紋增多，脆性增大，對涂層的使用壽命產(chǎn)生不利的影響。綜合考慮，在本實(shí)驗(yàn)條件下，15wt％WC粉末加入量為最佳加入量。
　　 ⑶對涂層進(jìn)行了高溫磨損試驗(yàn)。結(jié)果表明：保持試驗(yàn)溫度為600℃僅改變試驗(yàn)載荷