真空熔覆WC-10Ni NiCrBSi復(fù)合涂層的制備及組織性能研究.pdf

1、通過表面涂層技術(shù)在零件表面涂覆耐磨耐腐蝕涂層可以顯著提高零件的使用壽命，降低制造成本，減少資源浪費(fèi)。本課題將真空熔覆技術(shù)與柔性“涂層布”技術(shù)相結(jié)合，通過改變?nèi)鄹矞囟扰c成分配比在Q235基體表面制備了WC-10Ni/NiCrBSi復(fù)合涂層。采用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析儀及X射線衍射儀研究了復(fù)合涂層的顯微組織、元素分布、相組成及磨痕和斷口形貌，采用洛氏硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)及電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)涂層的表面洛氏硬度、截面顯微硬度

2、、表面耐磨性及界面結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，并揭示真空熔覆WC-10Ni/NiCrBSi復(fù)合涂層的結(jié)合機(jī)理。研究結(jié)果表明：
　　在“涂層布”制備中有機(jī)粘結(jié)劑經(jīng)軋機(jī)軋輥多次擠壓逐漸形成縱橫交錯(cuò)的立體蛛網(wǎng)式結(jié)構(gòu)，將硬質(zhì)合金與釬料粉末包裹其中而形成“布”狀材料。采用 NiCrBSi“涂層布”在下，硬質(zhì)“涂層布”在上的裝配順序可獲得成形較好的WC-10Ni/NiCrBSi復(fù)合涂層。熔覆溫度的增加可以減少涂層內(nèi)的孔隙，但對(duì)涂層表面成形質(zhì)量基本沒有影

3、響，WC-10Ni含量過高時(shí)，孔隙增加，涂層表面出現(xiàn)開裂，影響涂層的使用性能。
　　復(fù)合涂層硬質(zhì)層內(nèi)生成的γ-Ni(Fe，Cr)、γ-Ni(Si)及α-Ni(Si)固溶體對(duì)硬質(zhì)顆粒起到支撐作用，生成的Ni3Si和Ni3B起到彌散強(qiáng)化的作用。在界面與基體之間形成冶金結(jié)合帶，緊密連接涂層與基體。Si、B的擴(kuò)散使界面內(nèi)生成不同形式的鎳基固溶體，主要有γ-Ni(Fe，Cr)、γ-Ni(Si，Cr)及α-Ni(Si)。而Si、B在界面近硬質(zhì)

4、層處富集使WC發(fā)生溶解，生成主要含富鉻相的脆性復(fù)相化合物，熔覆溫度的增加使富鉻相轉(zhuǎn)變成富鎢相。復(fù)合涂層結(jié)合機(jī)理總結(jié)為液相生成和顆粒重排、元素?cái)U(kuò)散及液相凝固三個(gè)階段。
　　涂層表面洛氏硬度受硬質(zhì)相含量及硬質(zhì)相與粘結(jié)相之間結(jié)合強(qiáng)度的影響。涂層截面的顯微硬度呈“山峰形”分布，從基體到表層呈先增加后減小的趨勢(shì)。相同配方下，涂層表面耐磨性基本隨熔覆溫度的增加而提高；相同熔覆溫度下，涂層表面的磨損量隨WC-10Ni含量的增加先減小后增大。復(fù)合