Q345鋼與鋁青銅激光熔覆工藝與組織性能研究.pdf

1、工業(yè)的快速發(fā)展使得以碳鋼、不銹鋼、合金鋼等為主要材料制造的結(jié)構(gòu)零部件使用的領(lǐng)域越來越廣泛，環(huán)境越來越復(fù)雜，這通常需要材料具有較好的表面性能，例如耐磨耐腐蝕等。鋁青銅以其良好的綜合力學(xué)性能和耐磨損性能越來越多被作為提高結(jié)構(gòu)材料表面性能的覆層材料，但大多是以粉末的形式通過電弧噴涂、等離子噴涂的方式制備涂層，涂層存在結(jié)合強(qiáng)度不高，孔隙率大等問題。為了改善這種情況，探索更多覆層制備方法，本課題嘗試在 Q345鋼表面激光熔覆鋁青銅絲及鋁青銅片，綜

2、合運用正交試驗法和單因素法研究了激光功率、掃描速度以及電流對鋁青銅絲熔覆層宏觀形貌及微觀組織的影響以及激光功率和掃描速度對鋁青銅片覆層微觀組織和顯微硬度分布規(guī)律的影響。運用光學(xué)顯微鏡、SEM、EDS、XRD、全自動顯微硬度計等分析了兩種鋁青銅覆層微觀組織及性能，同時研究了載荷、轉(zhuǎn)速、溫度、搭接率等不同工藝參數(shù)對兩種鋁青銅覆層摩擦磨損性能的影響，主要研究成果如下：
　　制備的兩種鋁青銅熔覆層內(nèi)部均無氣孔與裂紋等缺陷，覆層與基體呈冶金

3、結(jié)合。在鋁青銅絲覆層形貌方面，激光功率對覆層熔深和稀釋率影響最明顯，掃描速度對覆層熔寬和熔高影響最明顯。當(dāng)搭接率較小時，鋁青銅絲覆層主要由大量灰色α相、呈樹枝狀或點狀的黑色κ相以及少量白色γ2相組成；搭接率較大時，覆層主要由大量層片狀相間分布的灰色α相、白色γ2相以及少量點狀κ相組成。隨著搭接率的提高，鋁青銅絲覆層硬度先下降再升高，硬度波動幅度逐漸下降，覆層內(nèi)部微觀組織大小以及元素分布逐漸變得均勻，搭接率60％時覆層平均硬度為225HV

4、。與鋁青銅絲覆層不同，激光功率密度較小時，鋁青銅片覆層主要由β'相與κ相組成；功率密度較大時，覆層主要由γ2相與κ相組成。隨著激光功率密度的增加，鋁青銅片覆層硬度逐漸降低，且掃描速度對覆層及熱影響區(qū)的硬度影響更加顯著。鋁青銅片覆層硬度明顯高于鋁青銅絲覆層硬度，平均硬度達(dá)386HV，且硬度波動幅度較大。
　　對兩種鋁青銅覆層進(jìn)行摩擦磨損性能測試，發(fā)現(xiàn)隨著載荷的增大，兩種鋁青銅覆層平均摩擦系數(shù)逐漸下降，磨痕寬度、磨損量、磨痕線粗糙度逐