銅合金表面激光熔覆工藝及耐磨性的研究.pdf

1、表面技術(shù)的特點在于不改變基體各項性能的基礎(chǔ)上，采用各種技術(shù)改善或提高材料的表面性能，現(xiàn)己成為材料科學(xué)的重要組成部分，激光表面技術(shù)的出現(xiàn)更加充實了這一領(lǐng)域，為材料的表面改性提供了另一個新的途徑。激光相變技術(shù)、激光熔覆技術(shù)已廣泛應(yīng)用在鐵基材料上，在有色金屬上的應(yīng)用也慢慢開始嶄露頭角。本文采用激光熔覆技術(shù)在QA19-4鋁青銅表面熔覆生成一層耐磨Ni基合金層，對熔覆層形貌、微觀組織以及摩擦性能的分析，總結(jié)出激光熔覆參數(shù)對熔覆層的影響。

2、將兩種成分的合金粉末進行配料并混合均勻，以每平方毫米0.02g～0.08g稱取混合均勻后的合金粉末，用黏結(jié)劑將合金粉末預(yù)置在QA19-4鋁青銅表面，待真空干燥(60～70℃)后采用壓力機壓實，最后采用激光光束掃描。熔覆時采用逐漸減小的激光功率對預(yù)置層進行掃描，激光功率剛開始3800～4000w，以后每秒降低20～40W直到為1900 W左右，以后以1900W繼續(xù)熔覆，整個過程采用氬氣保護，氣流量為6L／s，熔覆采用多道熔覆，搭接量為50

3、％，掃描速度6～8mm／s，光斑直徑4mm。該參數(shù)下激光熔覆層組織均勻致密，與基體結(jié)合良好，為冶金結(jié)合，熔覆層厚度為0.5～2mm，硬度為400～500 HV0.2。 對熔覆層的宏觀形貌和顯微組織進行分析，結(jié)果顯示熔覆層的宏觀形貌受激光熔覆參數(shù)的影響很大：當(dāng)激光功率太小和掃描速度太快時，熔覆合金容易出現(xiàn)粉末和基體表面都未熔化而導(dǎo)致無法形成結(jié)合牢固的熔覆層；激光熔覆層組織受凝固速度影響很明顯。組織從表面的胞狀晶轉(zhuǎn)變成中部的發(fā)達的樹

4、枝晶，由于基體的激冷作用，在結(jié)合區(qū)出現(xiàn)了細晶區(qū)，但在細晶區(qū)以下又以粗大的樹枝晶和胞狀晶為主。從熔覆層表面到QA19-4鋁青銅基體，熔覆層的富鉻相從網(wǎng)狀物轉(zhuǎn)變成彌散分布的細小物。 通過采用往復(fù)式摩擦試驗的方法對熔覆層的磨損行為進行研究。在干摩擦條件下，熔覆層主要以硬質(zhì)點脫落和磨粒磨損為主，雖然摩擦因數(shù)比QAl9—4鋁青銅高，但磨損體積僅為QA19-4鋁青銅的1／3。在潤滑摩擦條件下，激光熔覆層的高耐磨性主要取決于其存在強化相，磨損