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本文采用激光熔覆方法分别在Q345R钢表面制备了Ni基和Ni基WC单层及多层熔覆层。在Ni基WC涂层中WC的含量分别选取10%、30%和50%,在多层熔覆层中每层WC含量从10%~30%~50%呈梯度变化。利用扫描电镜、EDAX射线能量分散谱仪、X射线衍射仪和光学显微镜观察并分析了熔覆层的显微组织、成分分布、相组成、磨损形貌及表面结构。采用HVS-1000A显微硬度计测试熔覆层的显微硬度。采用MM-U10G高温摩擦磨损试验机测定熔覆层的摩擦系数。激光单层熔覆试验结果表明:熔覆层的表面质量较好,随着WC的填加量增加,熔覆层的稀释率也变大;Ni60熔覆层物相主要有γ-(Ni,Fe)、Ni2B和Cr23C6组成,10%WC的熔覆层主要由γ-(Ni,Fe)、Ni2B、Cr3C2、W2C、FeNi3和C,30%WC的熔覆层主要由γ-(Ni,Fe)、Cr3C2、W2C、FeNi3、W2B和C,50%WC的熔覆层主要由Cr3C2、W2C、FeNi3、WC、Fe4C和C;而WC颗粒的加入,使涂层区域的不均匀性变大,出现了多种形态的碳化物组织;熔覆层显微硬度约是基体的2倍,熔覆层中随着WC含量的增加,熔覆层的硬度也有所提高。激光熔覆单层多道搭接涂层的表面形貌较好,激光熔覆层搭接处的组织不均匀性更加明显,搭接区的组织更加细小;WC颗粒有多种烧损形式,溶解-扩散型是WC的主要烧损形式;搭接区的显微硬度较非搭接区域略低,熔覆层的耐磨损性能明显高于基体,磨损量减少,摩擦系数变大;基体的磨损形式主要为粘着磨损,WC熔覆层的磨损形式主要为颗粒磨损。激光多层熔覆试验结果表明:制备的梯度复合熔覆层的表面平整,并与基体呈良好冶金结合。激光多层激光熔覆不同层的显微组织与单层熔覆层显微组织基本相同,各熔覆层的交界处并未出现明显的分界现象;在对4层梯度复合涂层进行微区成分分析时,第一熔覆层与基体发生明显的稀释效应,第一熔覆层中的WC颗粒发生分解,但分解量并不是很大;在第一与第二涂层的交界处的组织成分没有太大区别,结合性良好,第三与第四涂层,由于WC的堆积,导致成分不均匀性加强;3、4层梯度涂层的显微硬度从表面至基体表现为连续降低的现象,并没有出现明显的台阶状。