氬弧熔覆WC顆粒增強復合涂層中碳化物狀態(tài)控制.pdf

1、對于WC顆粒增強復合熔覆層制備而言，熔覆層中的碳化物，尤其是WC顆粒的狀態(tài)控制顯得尤為重要。WC顆粒的存在性、完整性及分布狀態(tài)對復合涂層的性能起著至關重要的作用。
　　 本文采用氬弧熔覆技術，在45號鋼表面熔覆WC顆粒增強復合涂層。并采取了一系列的工藝和技術手段來控制復合涂層中碳化物的狀態(tài)，尤其是增強顆粒WC的狀態(tài)。本文分別采用改變增強WC顆粒粒度、多層熔覆、添加稀土元素和氬弧熔化-注射技術來控制涂層中碳化物狀態(tài)，研究了涂層的形

2、成過程及原理、復合涂層的組織結構以及涂層的性能。利用金相顯微鏡、XRD、SEM及EDS等分析測試手段對涂層的結合狀況、微觀組織、結構及成分進行了分析。并研究了涂層界面硬度梯度分布和上述各種熔覆層的耐磨性能，探討了其磨損機理。
　　 試驗結果表明，采用各種工藝方來制備的復合涂層與基材呈冶金結合，涂層成型良好，無明顯宏觀缺陷。不同粒度WC增強的熔覆層中WC的形態(tài)、分布不同及熔覆層性能不同，其中，30~40μm大顆粒熔覆層中存在原始W

3、C顆粒和一些細桿狀、魚骨狀復式碳化物，且大顆粒的復合涂層整體硬度相對于小顆粒得到了顯著提高；在選用大顆粒的基礎上又采用多層熔覆的方法獲得復合涂層，雙層熔覆層上部為細小致密的等軸晶，中部由樹枝晶、柱狀晶以及未熔WC顆粒組成，底部為胞狀晶和平面晶，且熔覆層中WC顆粒的溶解得到了抑制，且大量原始WC顆粒被保留下來，復合涂層的近表面硬度達到最高；于是又制備了三層熔覆層，在熔覆層近表面的組織形態(tài)上以多邊形WC顆粒為主，以及同時存在一些樹枝狀、花瓣

4、狀和等軸狀碳化物顆粒，同時在近表面上出現了顯微裂紋，復合涂層的表層及近表層硬度最高，幾乎與WC顆粒本身硬度相當；稀土的加入沒有改變相組成，但使組織中相的形態(tài)以細小顆粒狀存在，稀土的加入同時提高了熔覆層中碳化物顆粒的孤立分散性，降低了碳化物顆粒的團聚、橋接，且顆粒分布均勻，并且一定程度上抑制了原始WC顆粒的溶解以及魚骨狀碳化物的形成，促進了顆粒狀碳化物的形成，細化了晶粒，且使熔覆層的平均硬度得到了提高；氬弧熔化-注射技術中將WC顆粒注射到