模具鋼表面熔覆SiC涂層制備工藝及耐磨性研究.pdf

1、模具在生產(chǎn)過程中,由于要承受劇烈沖擊,表面容易發(fā)生磨損,從而會發(fā)生失效,故需在其表面熔覆具有高硬度、高耐磨性能的涂層對其進行修復。SiC是一種彈性模量大、硬度高、高溫時抗氧化性能強的陶瓷材料,故本研究利用激光熔覆技術和氬弧熔覆技術在SKD11模具鋼表面制備SiC和鐵粉復合粉末熔覆層來提高模具的耐磨性能。熔覆時采用預置式供粉方式,預置粉末厚度約為1mm。熔覆后采用掃描電鏡、XRD對所獲得的熔覆層進行了顯微組織分析;測量了各種熔覆層的硬度,

2、并在UMT-2型摩擦磨損實驗機上檢測了它們的耐磨性能。
　　通過掃描電鏡、XRD對所得熔覆層進行的顯微組織分析發(fā)現(xiàn):激光熔覆層與SKD11模具鋼基體之間呈現(xiàn)了良好的冶金結合,無裂紋、氣孔等缺陷。隨著熔覆粉末中SiC含量的增加,熔覆層中富硅相的存在形式按 Fe3Si→Fe3Si+Fe2Si→Fe3Si+FeSiC+SiC變化。當SiC含量增加到80％時,熔覆層中出現(xiàn)了SiC相。對于氬弧熔覆,當SiC含量為80%時,在160A電流和8

3、L/min的Ar氣流量熔覆參數(shù)下所得熔覆層組織均勻,長條狀和粒狀的硬質相彌散分布,與基體之間呈現(xiàn)良好的冶金結合,無氣孔、裂紋等缺陷。
　　通過硬度檢測發(fā)現(xiàn):激光熔覆層的硬度受熔覆粉末中SiC含量、掃描速度、激光功率的影響。熔覆層的硬度隨熔覆粉末中SiC含量的增加先增大后減小,當SiC含量為90%時,熔覆層的硬度最大;在SiC含量為70%,激光功率為3.5KW時,掃描速度的增加使熔覆層的硬度遞減,采用最低熔覆速度1.0mm/s所得熔

4、覆層的硬度最大;在熔覆速度為3mm/s,SiC含量為30%時,隨著激光功率的增加,熔覆層的硬度先減小后增大,功率為3.8KW和4KW所得熔覆層的硬度達到最大。氬弧熔覆所得熔覆層的硬度都比基體高出很多,當SiC含量為80%時,采用130A電流、8L/min的Ar氣流量熔覆參數(shù)所得氬弧熔覆層的硬度值最大。
　　通過摩擦磨損實驗發(fā)現(xiàn):激光熔覆層的耐磨性受熔覆粉末中SiC含量、掃描速度和激光功率的影響。熔覆層耐磨性均高于基體 SKD11的