论文部分内容阅读
激光重熔采用高能量激光束扫描合金预覆层,将不同成分、性能的合金快速熔化,使整个预覆层和部分基体熔化,从而在基体表面形成冶金结合但性能完全不同的表面改性层。本文采用火焰喷涂和激光重熔复合工艺对基体表面做强化处理,能够增强涂层—基体间的结合强度、耐磨性、抗腐蚀性和抗冲击等性能。在45钢基体上采用火焰喷涂方法制备了Fe基Ni/WC金属陶瓷涂层,然后采用打点、矩形、平行、圆形四种不同激光扫描轨迹对涂层实施了激光重熔处理,利用SEM、EDS、XRD等分别测定涂层显微组织、微区组织成分、物相结构和残余应力。利用MMG-10型摩擦磨损试验机进行常温干摩擦磨损实验。并探讨了不同激光重熔轨迹对涂层微观组织缺陷的抑制作用和对涂层摩擦学性能的影响。主要研究成果包括以下几个方面:(1)圆形重熔轨迹下,能有效地抑制孔隙与裂纹的生成和发展。重熔层组织为细小的等轴晶,不存在择优取向,没有脆弱分界面,有效地抑制了孔隙与微裂纹的生成和发展。同时激光重熔后涂层的强化机制由原本的形变强化向第二相强化,细晶强化,固溶强化过渡。WC,W2C等硬质相在重熔层中也会起到弥散强化作用。(2)激光重熔轨迹对重熔层的摩擦学性能的改善有较大影响。圆形重熔轨迹磨损量是打点重熔轨迹的30.2%,即圆形重熔轨迹耐磨寿命是打点重熔轨迹的3.3倍;打点重熔轨迹耐磨性改善效果最差;Cr合金等可以提高涂层塑性变形能力并缓解外力,从而抑制裂纹源的形成和发展。重熔层中的硬质相在摩擦磨损中起到“骨架”的作用,内嵌在重熔层中具有塑性变形的金属中,形成强韧结合的机制。(3)打点、矩形、平行和圆形四种扫描轨迹表面显微硬度分别为1706,1811,1956和2065HV0.2,表面残余应力分别为-261Mpa、-249Mpa、-217Mpa和-213Mpa。重熔层主要为α(Fe,Ni)、M23C6和WC、W2C等硬质相颗粒,起到弥散强化和固溶强化的作用,进而提高重熔层硬度。圆形重熔轨迹和平行重熔轨迹下重熔涂层与打点重熔轨迹和矩形重熔轨迹下重熔涂层相比,重熔涂层截面硬度较高、重熔涂层摩擦因数较小和重熔涂层磨损表面硬质相析出较多。圆形重熔轨迹和平行重熔轨迹下重熔涂层是理想的重熔涂层轨迹。