陶瓷顆粒增強鐵基合金激光熔覆層的研究.pdf

1、鋼鐵材料是冶金、礦山、建筑、道路施工、石油化工、煤炭等生產(chǎn)領域主要使用的結構材料，然而，這些工作環(huán)境使得材料極易出現(xiàn)磨損失效。世界上每年能源的三分之一到一半消耗在不同形式的摩擦磨損上。因此，提高材料的耐磨性一直是生產(chǎn)單位迫在眉睫的問題，也是科學工作者的使命。
　　 本文采用激光熔覆原位合成技術在Q235鋼表面上制備了復合陶瓷顆粒增強的鐵基激光熔覆層。利用顯微硬度計、光學顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)以及滑動磨

2、損試驗機等測試分析手段，系統(tǒng)地研究了激光熔覆層的顯微組織和性能。
　　 本文采用同步送粉方式進行試驗，研究了激光掃描速度、激光功率、多道搭接率、保護氣體流量，載氣流量以及送粉速率對熔覆層的成形以及性能的影響。研究表明，當激光功率為2000W、掃描速度250mm/min、保護氣流量為6-7L/min、送粉速率為10g/min、搭接率為30％時，可以獲得表面成形和耐磨性良好的大面積熔覆層。
　　 研究了合金粉末的不同組分及添

3、加量對熔覆層組織及性能的影響。試驗表明，鈦鐵、鉬鐵、碳化硼可以通過原位反應在熔覆層中生成大量的碳化物顆粒，從而起到顆粒增強的作用。但是，這些成分加入超過一定量時，生成的陶瓷顆粒過多，增加了熔體的黏度，從而導致熔覆層成形變差，甚至出現(xiàn)夾雜、裂紋、涂層易剝落等現(xiàn)象。鈦鐵與鉬鐵的加入可以和碳化硼反應生成TiB2，TiC以及MoC等陶瓷顆粒，有效地增強了涂層的耐磨性。高鎳鐵基合金粉末中含有大量的Ni、Cr、及少量的Mo、C，使得涂層中生成了一些

4、Cr7C3等碳化物，一部分Mo和Cr元素固溶于基體中，對熔覆層起到固溶強化的作用。
　　 采用鈦鐵（含鈦30％）、鉬鐵（含鉬60％）、B4C、高鎳鐵基合金混合粉末，在Q235基體上熔覆一層耐磨涂層，制備出了TiB2，TiC、MoC以及B4C復合顆粒增強的Fe基熔覆層，表面成形較好，內(nèi)部無夾渣、裂紋等缺陷。組織致密，硬質(zhì)相呈均勻彌散分布。復合相熔覆層的磨損機制主要為顯微切削和粘著磨損。由于熔覆層具有較高的平均顯微硬度（1100HV