激光熔注WC-Ni基復(fù)合材料層制備工藝及組織性能研究.pdf

1、在鋼鐵、石油化工、采礦、汽車、模具等工業(yè)領(lǐng)域，磨損是造成材料和能源浪費(fèi)的重要原因。在金屬表面制備耐磨復(fù)合材料層是一種有效的解決辦法。其中，WC顆粒增強(qiáng)Ni基復(fù)合材料層綜合了WC顆粒耐磨特性和Ni基粉末良好的塑韌性，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
　　本文通過(guò)激光熔注同軸送粉的方式在低碳鋼板上制備WC顆粒增強(qiáng)Ni基復(fù)合材料層，研究了工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料層宏觀成形和WC顆粒體積分?jǐn)?shù)的影響。對(duì)比了WC/In718與WC/純Ni復(fù)合材料開裂傾向大小

2、，并通過(guò)SEM和XRD對(duì)復(fù)合材料層進(jìn)行了微觀組織分析。其中WC/In718復(fù)合材料層由γ(Ni,Fe)、WC、W2C、WC1-X、M6C、Cr4Ni15W等相組成。純 Ni基本不含合金元素，復(fù)合材料層的物相組成較為簡(jiǎn)單，主要由 Ni、WC、W2C、WC1-X、NiW、Ni2W4C組成。同樣的，復(fù)合材料層中出現(xiàn)了間隙結(jié)構(gòu)相M6C型（Ni2W4C）碳化物。
　　對(duì)WC/In718復(fù)合材料層進(jìn)行硬度和耐磨性測(cè)試等力學(xué)測(cè)試。結(jié)果表明，復(fù)合

3、材料層基體的硬度大幅提高。與純Ni相比，WC/Ni基體硬度提高了3.2~4.3倍；與In718相比，WC/In718基體硬度提高了1.6~2.2倍。WC/In718復(fù)合材料層耐磨測(cè)試結(jié)果顯示，復(fù)合材料層耐磨性能顯著增強(qiáng)，達(dá)到淬火態(tài)H13鋼5倍以上，最高達(dá)18倍。在復(fù)合層材料層磨損過(guò)程中，WC/Ni的―鑲嵌‖式結(jié)構(gòu)，顆粒起到―支撐‖作用，避免了磨粒在壓應(yīng)力作用下深入基體，削弱了對(duì)基體的切削作用，起到耐磨作用。在循環(huán)應(yīng)力作用下，裂紋在WC內(nèi)