【摘 要】
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超高速激光熔覆技术与常规激光熔覆技术相比具有沉积效率更高、表面光洁度更好、稀释率更低、组织更精细等优点。但熔池冷却速率更高,导致其在沉积金属-陶瓷复合熔覆层时极易产生裂纹等冶金缺陷,因此限制了其更广泛的应用。针对上述问题,本文提出一种高速激光-感应复合熔覆新工艺,通过在高速激光熔覆过程中感应加热,在提高沉积效率和成形精度的同时,减少熔覆层内部缺陷的。以高硬度Ni60/35wt%WC粉末为研究对象,
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超高速激光熔覆技术与常规激光熔覆技术相比具有沉积效率更高、表面光洁度更好、稀释率更低、组织更精细等优点。但熔池冷却速率更高,导致其在沉积金属-陶瓷复合熔覆层时极易产生裂纹等冶金缺陷,因此限制了其更广泛的应用。针对上述问题,本文提出一种高速激光-感应复合熔覆新工艺,通过在高速激光熔覆过程中感应加热,在提高沉积效率和成形精度的同时,减少熔覆层内部缺陷的。以高硬度Ni60/35wt%WC粉末为研究对象,系统研究了高速激光-感应复合熔覆工艺参数对金属陶瓷复合层成形特征、微观组织和力学性能的影响规律,和复合层耐磨性能和结合强度的变化规律,并与常规激光-感应复合熔覆技术对比分析,主要结论如下:（1）与单纯高速激光熔覆技术对比,高速激光-感应复合熔覆技术可大幅减少Ni60/35wt%WC复合层中的裂纹,且随着感应加热温度升高,熔覆层中裂纹减少、熔覆层稀释率略增大。当感应加热温度700°C时,可获得无裂纹、表面粗糙度约10.64μm、WC颗粒均匀分布的Ni60/35wt%WC复合层。（2）所有高速激光熔覆和高速激光-感应复合熔覆工艺参数下,Ni60/35wt%WC复合层均主要由γ-（Ni,Fe）、WC、Ni4B3、W2C、Cr7C3等物相组成。熔覆层中的WC颗粒发生破碎溶解和扩散溶解,在WC颗粒与Ni60合金界面形成W2C、M7C3等强化相反应产物,反应产物的含量随着感应加热温度的升高而增大。Ni60/35wt%WC复合层的显微硬度随着感应加热温度的升高变化不大,约HV900～HV945。（3）与常规激光-感应复合熔覆相比,高速激光-感应复合熔覆技术制备的Ni60/35wt%WC复合层的表面粗糙度减小58.7%,平均显微硬度增大18.3%,磨损失重下降40%,磨痕宽度减小30.1%,表面损伤程度大幅减轻。同时,高速复合熔覆层中的WC颗粒沿深度方向分布更均匀、热损伤更小。但是,由于高速激光-感应复合熔覆层的稀释率减小,使其与基底界面剪切强度相比普通复合熔覆对比减小9.9%。
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