激光熔覆碳化硼增強(qiáng)鎳基復(fù)合層組織與性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品零件的表面性能要求越來越高，在普通金屬材料表面制備復(fù)合材料涂層，可以改善材料的表面性能，延長機(jī)電產(chǎn)品的使用壽命、減少環(huán)境污染。本文采用外加B4C、外加鍍鎳B4C和氧化硼+石墨原位生成B4C熔覆粉末，通過激光熔覆，在碳鋼表面獲得了三種碳化硼增強(qiáng)的鎳基合金熔覆層。采用掃描電鏡、X射線衍射儀等測試手段及耐磨性試驗，對獲得的熔覆層的微觀組織結(jié)構(gòu)和磨損性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。 通過激光熔覆獲得外加B4C增強(qiáng)鎳基

2、合金熔覆層，熔覆層中分布著深灰色的細(xì)小樹枝晶和黑色顆粒相。隨著掃描速度加快或熔覆粉末中B4C含量增多，熔覆層中的熱應(yīng)力加大，裂紋傾向增加。大量實驗表明，在激光功率2000W，掃描速度120mm/min，光斑直徑5mm，熔覆材料中B4C含量為10%的情況下，可以獲得組織性能良好，與基體呈冶金結(jié)合的外加B4C顆粒增強(qiáng)鎳基合金熔覆層。熔覆層抗磨損性能是基體的4倍，在重載荷長時間工作條件下，熔覆層中部分B4C顆粒鎳基合金基體上脫落，造成整體磨損

3、性能下降。 外加鍍鎳B4C增強(qiáng)鎳基合金熔覆層與基體結(jié)合良好，無裂紋產(chǎn)生。鍍鎳技術(shù)改變了B4C粒子表面狀態(tài)，減小了B4C粒子與鎳基粉末之間的熱膨脹系數(shù)差，熔覆層中熱應(yīng)力和裂紋傾向減?。槐砻驽冩嚋p少了B4C粒子的分解，同時增加了B4C粒子的潤濕性，所以在熔覆層中彌散分布著大量的B4C粒子。熔覆層的顯微硬度在HV0．11200左右，未熔的B4C粒子牢固“釘扎”在鎳基基體上，提高了熔覆層整體抗磨損性能。 氧化硼和石墨可以通過原位

4、反應(yīng)生成B4C。在激光功率1600W，掃描速度120mm/min，光斑直徑5mm，熔覆粉末中（B2O3+C）含量為25%時可以獲得成形美觀，組織性能良好的原位生成B4C增強(qiáng)鎳基合金熔覆層。熔覆層的顯微硬度隨（B2O3+C）含量增加而增大，當(dāng)（B2O3+C）含量達(dá)到25%時，熔覆層平均硬度在HV0．11000左右。熔覆層中原位生成的B4C粒子與鎳基基體牢固結(jié)合，增強(qiáng)了熔覆層的抗磨損性能。 三種熔覆層中，外加鍍鎳B4C增強(qiáng)鎳基合金熔