热轧辊套用32Cr3Mo1V激光熔覆TiC/WC增强钴基合金组织性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kingjongz
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32Cr3Mo1V作为一种合金结构钢,因其具有高强度、高韧性等优点,而常被应用于铸轧辊套锻件等领域。但由于轧辊套工作环境较为苛刻,在高温和载荷的交互作用下,其表面常会出现磨损、剥落等失效而降低了轧辊的使用寿命。为了提高其使用寿命,使用激光熔覆技术在其表面制备高温耐磨性能较为优异的钴基耐磨涂层合金,以期修复和强化其表面提高使用寿命,降低工业生产成本。本文通过激光熔覆技术在32Cr3Mo1V铝铸轧辊套表面制备钴基耐磨涂层,并对其组织性能进行相关研究。在钴基粉末中分别添加不同质量分数(5%/10%/15%)TiC、WC等强化相,探究其含量对涂层组织及性能的影响。结果表明,激光熔覆Co-08钴基合金涂层主要由γ-Co枝晶及枝晶间的亚共晶组织组成,显微硬度为552Hv0.2左右,在700℃高温摩擦磨损试验中,其表面生成的压实氧化物有效抑制了其磨损作用,涂层表现出优良的高温耐磨性。当添加少量TiC时,涂层晶粒变大,涂层中形成亮白色点状及链状组织,经分析该两种组织为同一类型碳化物。碳化物含量为10%和15%时,涂层中出现TiC相。其中,未熔的TiC颗粒较大且边缘较为光滑,析出型TiC为较小的多边形块状。晶间组织随着TiC含量的增加其含量也有所增加。当添加WC后,涂层组织形貌并未发生明显变化,未熔WC颗粒周围衍生出第二相,其主要为富W的碳化物组织。当WC添加量为15%时,涂层出现裂纹、气孔等缺陷。当TiC、WC添加量为5%时,涂层显微硬度均有所降低,但添加少量TiC后其显微硬度降低程度更为显著。随着TiC、WC含量的继续增加,其显微硬度皆有所升高,添加WC后的上升更为明显。在高温摩擦磨损试验中,添加5%WC、TiC后涂层磨痕出现明显犁沟,其高温耐磨性有所降低,随着TiC含量的增加,由于涂层中重新析出的细小TiC的弥散作用,涂层显微硬度上升,高温耐磨性也有所升高;随着WC含量的增加,由于未熔WC颗粒的支撑作用抑制了对磨副对涂层的磨损,涂层高温耐磨性明显上升。虽然15%WC熔覆层表现出最高硬度、最低磨损率,但熔覆过程中极易产生裂纹、气孔等缺陷,在研究范围内相对而言,15%TiC/Co-08熔覆层综合性能最优。
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