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本文利用CO2激光成套设备在45钢表面分别制备了铬、钼、硼及铬钼硼合金化层,研究了激光工艺参数和成分配比等对合金化层组织和性能的影响,优化了激光铬钼硼合金化的工艺,研究结果表明:(1)在激光铬合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率5.2kw,激光扫描速度8mm?s-1,预涂层厚度0.15mm,激光焦距330mm,搭接率30%。经最佳工艺参数得到的铬合金化层,其平均硬度为473HV,合金化层厚度为1350μm。热影响区厚度为120μm,硬度由表及里从473HV到201HV呈梯度分布。铬合金化层组织为含Cr的化合物层,以Fe-Cr、CrxFey等为主,合金化层组织形态为柱状晶,由表及里柱状晶逐渐变大。(2)在激光钼合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率4.3kw,激光扫描速度8mm?s-1,预涂层厚度0.25mm,激光焦距330mm,搭接率30%。经最佳工艺参数得到的钼合金化层,其平均硬度为723HV,合金化层厚度为890μm。热影响区厚度约为120μm,硬度从723HV到203HV呈梯度分布。合金化层的组织是含Mo的化合物层,以Fe2Mo、FeMo、Mo2C为主,组织形态由表及里从等轴晶向柱状晶过渡。(3)在激光硼合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率4kw,激光扫描速度8mm?s-1,KBF4添加量3wt.%,激光焦距320mm,搭接率30%,预涂层厚度0.15mm。经最佳工艺参数得到的硼合金化层,其厚度约为860μm,合金化层平均硬度达到1350HV。热影响区厚度约为100μm,硬度由1350HV到230HV呈梯度分布。硼合金化层组织为Fe2B及少量α-Fe,组织形态由表及里从胞状晶过渡到树枝晶。(4)在激光铬钼硼三元合金化中,得到最佳工艺参数为:激光功率3.7kw,激光扫描速度8mm?s-1,铬钼硼添加量2:1:1,搭接率30%,激光焦距330mm,预涂层厚度0.15mm。经最佳工艺参数得到的合金化层,其平均硬度为970HV。热影响区硬度从970HV到230HV呈梯度分布。合金化层组织Cr、Mo、B的化合物层,由Fe2B、FeMo、Fe-Cr、Cr2B、Cr7BC4等组成,合金化层组织形态由表及里呈不规则胞状晶过渡到柱状晶。