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磨损是材料失效的主要形式之一,机械工业每年所消耗的钢材中,有一半因磨损失效而引起。因此在机械产品表面激光熔覆制备高硬度、高耐磨性的复合涂层,可以提高装备的性能和延长装备的寿命,具有长远的经济效益。本文以TiO2、B4C和Al粉为原料,结合原位反应原理,利用激光熔覆技术在低碳钢基体上制备TiB2-Al2O3增强复合涂层,并利用光学显微镜、数字显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计以及滑动磨损试验机等设备,分析研究了熔覆层的显微组织、性能和磨损机制。研究了预置粉末厚度、激光功率、扫描速度、保护气体及搭接率等激光熔覆工艺参数对熔覆层成形及性能的影响。试验结果表明,当预置粉末厚度为1.0mm、激光功率为1500W、扫描速度为300mm/min、光斑直径为3mm、保护气体流量为300L/h、搭接率为30%时,熔覆层表面光滑平整,成形较好,并与母材金属呈较好的冶金结合。研究了B4C和Al粉之间不同的粉末配比对熔覆层中增强相的生成、熔覆层组织与性能的影响。按照化学反应式配比合金粉末,熔覆层中只有TiB2呈条、块状分布；保持TiO2和B4C原始化学配比不变,当Al含量提高,达到25%时,熔覆层中同样有少量圆形氧化铝生成。TiB2均匀弥散的分布在α-Fe相基体上,明显提高了熔覆层的硬度；有Al2O3生成的熔覆层整体硬度略有提高,特别是熔覆层Al2O3生成处的硬度提高比较明显,最高处可达1065.1HV。以Al粉、TiO2和B4C为原料制备的复合涂层,增强相均匀弥散分布,具有较高的显微硬度。通过干滑动磨损试验发现,熔覆层的抗磨损性能较好,在同样的试验条件下,复合熔覆层的失重为母材的1/20,即复合涂层的耐磨性是低碳钢母材的近20倍。磨损过程中磨轮与复合涂层以粘着-接合对熔覆层组织进行显微切削,导致局部组织疲劳损坏,以“切削-脱落”的形式慢慢损耗熔覆层。熔覆层磨痕形貌光滑平整,整体耐磨效果较好。