原位自生顆粒增強鎳基激光熔覆層研究.pdf

1、激光熔覆原位自生陶瓷顆粒增強金屬基復合涂層是一項先進的表面改性技術,它將金屬的高強度、高韌性與陶瓷的耐腐蝕、耐磨損、抗氧化等優(yōu)良性能有機結合起來,在金屬材料表面獲得性能良好的熔覆層。
　　 按照增強顆粒加入方式可分為外加陶瓷增強體和原位生成陶瓷增強體。與外加增強體相比,原位生成的增強體是從金屬基體中原位形核、長大的熱力學穩(wěn)定相,表面無污染、與基體浸潤性好,可避免與基體相容性不良的問題,且界面結合強度高,增強顆粒細小、分布均勻。<

2、br>　　 為在A3鋼表面獲得良好的耐磨涂層,本文分別選用Ni60+(Ta2O5+Nb2O5+C)和Ni60+(Nb2O5+V2O5+C)復合粉末進行激光熔覆。利用掃描電鏡、電子能譜、和X射線衍射儀對熔覆層的顯微組織和物相構成進行分析,并在顯微硬度儀和摩擦磨損實驗機上對熔覆層進行硬度、摩擦性能測試。所得結果如下:
　　 激光熔覆Ni60+(Ta2O5+Nb2O5+C)研究。激光熔覆Ni60+(Ta2O5+Nb2O5+C)合金粉

3、末,在(Ta2O5+Nb2O5+C)加入量20wt.％、激光功率2.0 kW、掃描速度2 mm／s時,可以獲得形貌良好的并與基體呈冶金結合的TaC-NbC顆粒增強鎳基復合涂層。熔覆層組織由白色星狀顆粒相、黑色枝狀相和灰色相組成,白色星狀顆粒相為原位生成的TaC-NbC,黑色枝狀相為Cr3C2增強相,而灰色相為γ(NiFe)固溶體。由于原位TaC-NbC顆粒增強相和Cr3C2增強相的生成及其均勻分布,Ni60+20％(Ta2O5+Nb2O

4、5+C)熔覆層具有高的硬度(HV0.31200)和良好的耐磨性,其摩擦質量損失僅為純Ni60熔覆層的31％。
　　 激光熔覆Ni60+(Nb2O5+V2O5+C)研究。當(Nb2O5+V2O5+C)加入量20wt.％、激光功率1.8 kW、掃描速度2 mm／s時,可獲得形貌良好、原位自生NbC-VC顆粒增強鎳基熔覆層。熔覆層的中上部組織為NbC-VC顆粒和Cr3C2條狀相分布在γ(NiFe)枝晶基體中,底部組織為逆熱流方向生長的