高速线材吐丝机是在高速线材生产过程中将经过轧制的线材吐丝成卷以及整理加工的关键设备,直接决定了最终制造的线丝的品质和效果。吐丝机护板是吐丝机的重要组成部分。吐丝机工作过程吐出的高速线材不可避免的要与吐丝机护板高速、高温摩擦,在长时间摩擦后,吐丝机护板表面就会出现磨痕,影响吐丝机护板的使用性能,同时也对线材产生剧烈磨损,极大缩短了线材使用寿命。当前常用的表面修复技术制备的涂层存在与基体结合强度低、容易对基体造成热损伤等缺点,针对高速线材吐丝机护板磨损修复尚未有理想的方法。大量研究表明,激光熔覆技术所制备的涂层结合强度高且稀释率较小,具有修复速度快、结合强度高的优势。鉴于此,本研究将激光熔覆技术应用到高速线材吐丝机护板磨损修复中,在材料为42Cr Mo的吐丝机基护板上制备Stellite-6钴基涂层,深入研究了不同工艺参数对单道涂层宏观形貌、微观组织及性能的影响;探索了多道激光熔覆搭接率对激光涂层宏观形貌的影响规律,基于这些研究探索了采用激光熔覆技术修复高速线材吐丝机护板的可行性及其耐摩和耐腐蚀性能,为采用激光熔覆技术高质量修复高速线材吐丝机护板奠定了基础。主要研究内容如下:1.通过对吐丝机护板表面单道激光熔覆工艺参数影响规律研究,分析不同工艺参数对涂层宏观形貌及裂纹的影响,探究了不同工艺参数下涂层宏观熔高、熔深、熔宽等随工艺参数的变化规律,获得了表面形貌良好、结合性较好、裂纹缺陷较少的激光熔覆工艺参数。2.为研究工艺参数对吐丝机护板表面单道激光涂层组织与性能的影响,采用SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机等设备对涂层进行了分析实验,实验表明不同工艺参数下涂层的物相成分一致,主要物相为[Fe,Ni]、Ni-Cr-Fe、Fe-Cr及Co3Fe7、Cr Fe4等。由涂层底部到顶部,晶体结构出现胞状晶、柱状晶、树枝晶及等轴晶的转变,随着激光功率的提高、扫描速度降低、送粉速度提高,涂层平均硬度增加、磨损量降低。涂层各项性能远远高于基体。3.为获得表面光滑平整的涂层,对吐丝机护板磨损表面多道搭接激光熔覆层组织与性能进行研究,实验表明搭接率对涂层表面形貌具有直接影响,在50%搭接率时,涂层表面平整度最佳,且无明显缺陷。不同搭接率下物相主要为γ-Co、[Fe,Ni]、Ni-Cr-Fe、Fe-Cr、[Co,Fe]及Cr Fe15.7,且各衍射峰物相无太大变化。通过对涂层性能分析得出50%时为最佳搭接率,此搭接率下涂层平均硬度最高,为698.3HV0.2,平均摩擦系数最低,自腐蚀电流最低,表明其耐摩擦磨损性能及耐腐蚀性能最好。4.研究分析了Y2O3对吐丝机护板磨损表面多道涂层组织与性能的影响。通过添加稀土氧化物Y2O3,对涂层进行改性,增加其使用性能,减少内部缺陷。不同Y2O3含量的涂层主要由γ-Co、Fe-Cr、{Fe,Ni}、Ni-Cr-Fe、Co3Fe7、Cr Fe15.7等物相组成,且随着Y2O3含量的增加,衍射峰高度增加,说明稀土的添加能有效促进物相的生成。实验表明,适量稀土的添加对涂层表面质量及组织性能都有明显提高,在添加3%含量Y2O3时,获得最佳表面形貌及组织性能,此含量下晶粒尺寸最细小,涂层平均显微硬度最高,为747.6HV0.2,平均摩擦系数、磨损量及自腐蚀电流密度最小,表明其耐摩擦磨损性能及耐腐蚀性能最好。