柱塞泵活塞工作表面激光熔覆涂層耐磨耐蝕性能研究.pdf

1、本文以工作環(huán)境惡劣的柱塞泵活塞的使用為背景，探究利用激光熔覆技術(shù)改善柱塞泵活塞工作表面的耐磨損和耐腐蝕性能，應(yīng)用ANSYS仿真軟件對激光熔覆這一復雜過程的溫度場進行數(shù)值模擬及分析，利用激光熔覆技術(shù)在柱塞泵活塞所用材質(zhì)45鋼表面制備具有不同配比的Ni60+TiC復合涂層，并研究各涂層的組織形貌、顯微硬度、耐磨損以及耐腐蝕性能。
　　研究表明，激光熔覆是材料快速熔化并且凝固的過程，激光熔覆過程的溫度場是一個有規(guī)律的準穩(wěn)態(tài)溫度場，確定了

2、最佳的激光熔覆工藝參數(shù)。不同配比制備的激光熔覆涂層表面有差異，激光熔覆單一Ni60涂層表面較為平整致密，而Ni60+TiC熔覆涂層表面有顆粒狀的凸起，且Ni60+10％TiC涂層表面有少許孔洞。激光熔覆涂層的表面硬度與基體相比明顯提升，Ni60+TiC復合涂層硬度高于單一Ni60涂層，并且隨著TiC添加量的增多，涂層的顯微硬度也逐漸升高。
　　激光熔覆涂層的摩擦系數(shù)與基體45鋼對比有大幅度的降低，Ni60+TiC復合涂層比單一Ni

3、60涂層摩擦系數(shù)更小，而且Ni60+20％TiC復合涂層的摩擦系數(shù)達到最佳。各激光熔覆涂層的磨損率均比基體要低，Ni60+TiC復合涂層的磨損率比單一Ni60涂層更低，Ni60+20％TiC涂層的磨損率達到最低。激光熔覆Ni60+TiC復合涂層比單一Ni60涂層的耐磨性更好，能夠明顯地提高45鋼基體的耐磨性，并且熔覆材料在Ni60+20％TiC比例下，涂層耐磨性最佳。45鋼基體的磨損機理以犁削為主，而激光熔覆涂層磨損機制為犁削與疲勞剝落

4、綜合作用，隨著TiC添加量的增多，涂層表面犁削作用逐漸減弱，疲勞剝落逐漸增多。激光熔覆涂層的耐腐蝕性能明顯強于基體45鋼，并且Ni60+20％TiC復合涂層與Ni60+30％TiC復合涂層耐腐蝕性能比單一Ni60涂層更為優(yōu)越。在激光熔覆過程中，高能量激光的照射使熔覆粉末完全熔融，掃描后熔融的材料迅速凝固，這種快速熔凝以及高溫度熔池內(nèi)的強烈對流，使得熔覆涂層具備均勻分布的硬質(zhì)相顆粒以及細致均勻的組織結(jié)構(gòu)，這些熔覆層的內(nèi)部典型特征對于耐磨性