余菊美[1]2004年在《铁基合金激光熔覆层质量与性能改善的研究》文中研究表明由于激光熔覆的快速加热，快速凝固的工艺特点，熔覆层易产生裂纹，阻碍了激光熔覆技术的工业应用。在常用的自熔性合金中，FeNiCrBSi铁基合金价格低廉，具有良好的耐低应力磨损性能和优良的耐弱腐蚀介质腐蚀的性能，但由于其与基底的润湿性差，相比Ni、Co基自熔性合金熔覆层而言，更易产生裂纹。本文系统地研究了FeNiCrBSi铁基合金激光熔覆层的开裂行为及开裂的机理，从优化激光熔覆的工艺参数，调节熔覆材料的成分，首次尝试添加一定量的具有细晶作用TiO_2、Nb_2O_5、MgO，研究了工艺参数条件、材料成分的变化对熔覆层的开裂敏感性和组织性能的影响。 在热轧45~#钢表面，采用自动送粉法在不同的激光工艺参数条件下进行G312FeNiCrBSi铁基合金和G312铁基合金分别加入不同含量的TiO_2、Nb_2O_5、MgO的激光熔覆实验。采用渗透法观察熔覆层表面裂纹；利用金相显微镜和扫描电镜观察熔覆层横断面的显微组织，并对熔覆层的典型组织进行EDS能谱分析，结合X射线衍射物相分析研究了各元素在熔覆层的分布，并测试了熔覆层横断面的硬度分布和熔覆层的摩擦磨损性能。研究结果和主要结论如下： 1．在本文实验条件下，在45#钢表面熔覆G312铁基合金层有两类裂纹，一类裂纹产生于熔覆层与基材的交界面，这种裂纹主要是由于激光比能量不足，覆层与基底结合不紧密所致；另一类裂纹由熔覆层顶部的结构不均匀处产生，向下沿枝晶间或横贯枝晶延伸。 2．G312熔覆层的组织可分为四层：与基底结合处的以平面晶生长的界面；中下部以奥氏体为基体垂直界面向上生长的胞状枝晶；中上部逆热流生长的树枝状共晶和大大小小的块状物；顶部以奥氏体为基体分布的粗大的块状物、细小的枝晶结构。EDS微区成分分析结果显示：熔覆层枝晶中大的块状物富Cr，Si大部分固溶于奥氏体中，另一部分存在于枝晶中，熔覆层顶部含Si量较中下部高。 3．本文结合激光熔覆过程中的凝固特征，提出G312铁基合金激光熔覆层产生裂纹主要是由于激光熔覆的工艺特点所造成的组织凝固不均匀引起的，且熔覆层中存在少量的低熔点的Si和B的共晶化合物，前者引起应力集中，后者是郑州大学硕士学位论文摘要熔覆层韧性的薄弱环节，使熔覆层不能承受熔覆过程引起较大的拉应力。要降低熔覆层的开裂敏感性，一方面要使熔覆层的组织分布更加均匀，以减少应力集中，另一方面要提高熔覆层的韧性。 4.加入一定量的TIOZ，可改善G312激光熔覆层的质量与性能。实验结果表明:TIOZ的含量、工艺参数均对G312铁基合金层的质量与性能有明显的影响，且存在最佳参数组合。在本文所述实验条件下，当激光功率P=2.0一2.ZKw、扫描速度v=3Inln/S、TIOZ加入量3 wt.%时，可获得质量良好的涂层。 5.G312十3%TIOZ熔覆层由以细小的伪共晶结构为主的组织构成，熔覆层开裂敏感性降低，硬度稍有下降，但耐磨性并不降低。Ti02对铁基熔覆层性能的改善的原因是:加入少量的TIOZ后，Si还原TIOZ，Ti元素与B、C等相互作用，析出高熔点的Ti的硼化物和碳化物，提高了形核率，使组织颗粒细化、均匀，减少了应力集中，同时减少了低熔点的硅化物和硼化物在晶界的偏聚，提高了组织的强韧性。 6.向G3 12合金粉末中加入适量的NbZO。可以有效地细化、均匀熔覆层的组织，减小熔覆层的内应力，降低熔覆层的开裂敏感性;在本文所述实验条件下，0.6 WT%、0.SWT%的NbZOS是最佳的。 7.G312+0.8 WT%NbZO。的熔覆层组织明显地可分为叁层:界面、胞状枝晶区、树枝状枝晶区。EDS分析显示各元素在界面和胞状晶区的分布与G3 12熔覆层相似:界面和奥氏体基体组成为Fe一Ni固溶体，其中固溶少量的Cr和Si，由于基底的稀释，界面含铁量较高;胞状枝晶区的组成为r(FeNi)固溶体+cr、Ni的硅化物和Cr的硼化物、碳化物，硅化物的含量很小;树枝状枝晶区组成为r(FeNi)固溶体+Cr、Ni、Nb的硅化物和硼化物、Cr和Nb的碳化物组成的共晶体，Nb元素主要分布于涂层的中上部的树枝状晶区中。 8.加入NbZO。的实验还发现，多道搭接对熔覆层的组织有明显地影响，搭接区的组织为大小约几微米的颗粒均匀地分布在奥氏体基体上，而不是组织长大和粗化，小颗粒含Nb量较高，大的颗粒含Cr量较高。 9.微观分析认为:适量的NbZO。对熔覆层质量的改善的主要原因是NbC在高温形核，且弥散分布，与Y(Fe--Ni)固溶体形成共晶体，抑制了Cr的硼化物的长大。郑州大学硕士学位论文摘要 10.加入MgO，Mg元素偏聚在晶界，能显着细化组织。但由于一部分MgO不分解，其热膨胀系数大;分解的Mgo有一部分与Ni化合生成MgNiZ，MgNiZ与奥氏体生成低熔点共晶，这二者削弱了细化组织所起的强韧化作用。总体而言，MgO对提高熔覆层抗开裂能力的作用是很有限的。 n.综合比较研究可以初步得到这样的结论，在向FeNICrBSi系熔覆材料中加入氧化物以改善熔覆层质量或性能时，需要考虑以下叁个方面因素:一是引入的氧化物如果不分解，不能成为熔覆层中的有害夹杂相;二是氧化物中的金属元素不能与其它元素生成脆性相并长大或生成低熔点共晶;叁是氧化物中的金属元素在熔池中若能?
徐勤官[2]2012年在《陶瓷颗粒增强铁基合金激光熔覆层的研究》文中进行了进一步梳理钢铁材料是冶金、矿山、建筑、道路施工、石油化工、煤炭等生产领域主要使用的结构材料,然而,这些工作环境使得材料极易出现磨损失效。世界上每年能源的叁分之一到一半消耗在不同形式的摩擦磨损上。因此,提高材料的耐磨性一直是生产单位迫在眉睫的问题,也是科学工作者的使命。本文采用激光熔覆原位合成技术在Q235钢表面上制备了复合陶瓷颗粒增强的铁基激光熔覆层。利用显微硬度计、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及滑动磨损试验机等测试分析手段,系统地研究了激光熔覆层的显微组织和性能。本文采用同步送粉方式进行试验,研究了激光扫描速度、激光功率、多道搭接率、保护气体流量,载气流量以及送粉速率对熔覆层的成形以及性能的影响。研究表明,当激光功率为2000W、扫描速度250mm/min、保护气流量为6-7L/min、送粉速率为10g/min、搭接率为30%时,可以获得表面成形和耐磨性良好的大面积熔覆层。研究了合金粉末的不同组分及添加量对熔覆层组织及性能的影响。试验表明,钛铁、钼铁、碳化硼可以通过原位反应在熔覆层中生成大量的碳化物颗粒,从而起到颗粒增强的作用。但是,这些成分加入超过一定量时,生成的陶瓷颗粒过多,增加了熔体的黏度,从而导致熔覆层成形变差,甚至出现夹杂、裂纹、涂层易剥落等现象。钛铁与钼铁的加入可以和碳化硼反应生成TiB2,TiC以及MoC等陶瓷颗粒,有效地增强了涂层的耐磨性。高镍铁基合金粉末中含有大量的Ni、Cr、及少量的Mo、C,使得涂层中生成了一些Cr7C3等碳化物,一部分Mo和Cr元素固溶于基体中,对熔覆层起到固溶强化的作用。采用钛铁(含钛30%)、钼铁(含钼60%)、B4C、高镍铁基合金混合粉末,在Q235基体上熔覆一层耐磨涂层,制备出了TiB2,TiC、MoC以及B4C复合颗粒增强的Fe基熔覆层,表面成形较好,内部无夹渣、裂纹等缺陷。组织致密,硬质相呈均匀弥散分布。复合相熔覆层的磨损机制主要为显微切削和粘着磨损。由于熔覆层具有较高的平均显微硬度(1100HV0.3左右),使得熔覆层在磨损过程中难于发生塑性变形,因而具有优异的耐磨性能。在相同的试验条件下,复合涂层的磨损失重约为Q235的1/25。即熔覆层的耐磨性约为Q235的25倍。
艾铭杰[3]2015年在《Cr12MoV模具钢表面激光熔覆层组织及性能研究》文中进行了进一步梳理激光熔覆技术在表面处理领域具有良好的发展前景。通过选择熔覆合金,可提高部件的表面硬度、耐磨性或耐腐蚀性,改善表面机械加工性能,还可修复因磨损而失效的零件,延长其使用寿命。冷冲压模具由于其特殊的工作环境(高压力、高摩擦,大面积等),容易发生磨损失效。为了提高冷冲压模具的使用寿命,节约资源,增大生产效益,本课题采用激光熔覆技术对失效冷冲压模具进行了修复研究。本课题采用不同的合金粉末(铁基、镍基、钴基及添加碳化钨复合粉末)对Cr12MoV冷冲压模具钢进行激光熔覆修复。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度计和MM-200磨损试验机对熔覆层的显微组织、元素分布、显微硬度以及耐磨性能进行了研究。重点分析了钴基加碳化钨增强相复合粉末熔覆层的组织性能。采用激光熔覆工艺,铁基、镍基及钴基等合金粉末均能实现Cr1MoV冷冲压模具的熔覆：熔覆层组织致密,性能优异,无气孔、裂纹等缺陷,与基材冶金结合强。铁基和钴基合金粉末熔覆层主要由网状的共晶组织和其所包围的固溶体组成；镍基合金粉末熔覆层主要由细小的枝晶组织和羽毛状的长条组织组成。Cr12MoV模具钢表面受激光传热影响,根据显微组织特征由表至里可分为过渡区和淬硬区。过渡区是受热影响最大的区域组织粗大,在半熔融状态下成分偏析严重,是修复表面的软化区。而淬硬区受热影响作用,组织细化,硬度提高很大。不同激光熔覆工艺参数下,其熔覆层的组织和性能变化很大。相对于激光功率,熔覆速度对熔覆层的显微组织和性能影响更为显着,随着熔覆速度的增大,激光光束停留时间越短,冷却越快,熔覆层的组织越细小致密。通过添加不同比例碳化钨增强相复合粉末激光熔覆试验,发现碳化钨增强相对熔覆层的显微组织、硬度和耐磨性等都有显着的影响。碳化钨增强相与Ni60的相溶性较差,激光熔覆后存在较多的未熔碳化钨硬质相,很大程度提高了熔覆层的耐磨性。对于钴基合金粉末,随着碳化钨增强相比例的增加,熔覆层的硬度、耐磨性越来越高,说明碳化钨增强相与钴基合金粉末的相溶性很好。Cr12MoV模具钢表面激光熔覆不同合金粉末后,表面的耐磨性都有了不同程度的提高,达到基材的2-6倍,尤其是Co06+20%WC合金粉末熔覆层的耐磨性完全达到了模具的使用要求。综合考虑冷冲压模具的使用要求(高硬度、高耐磨性以及一定的韧性)和课题试验结果,Cr12MoV冷冲压模具钢激光熔覆修复最佳工艺：FeNi26或Fe308合金粉末打底、Co06+20%WC复合粉末盖面；中间层激光功率3.6kW,熔覆速度3mm/s；盖面层激光功率3.8kW,熔覆速度4mm/s。本试验结果不仅对Cr12MoV冷冲压模具的修复提供了技术支持,也为精密磨具、冷锻模具、热冲压模具、热锻模具以及其它易磨损零件的激光熔覆修复提供了一定的理论指导,对于扩大激光熔覆技术在工业生产中的应用具有重要的应用价值和理论意义。
许广伟[4]2016年在《不锈钢刀具激光熔覆层制备及性能分析》文中指出目前国内大部分刀具企业主要依靠进口国外优质钢材制作高端刀具,成本高昂,与国外高端刀具品牌难以形成有力竞争。激光熔覆刀具是利用激光熔覆技术在不锈钢刀刃表面熔覆一层耐磨涂层制作而成,其具有硬度高、寿命长、成本低的优点,可以显着降低高端刀具生产成本,提高我国高端刀具品牌竞争力。本文采用激光同轴送粉熔覆技术在3Cr13不锈钢刀具的刀刃表面熔覆了镍基碳化钨复合粉末、铁基合金粉末、铁基碳化钛复合粉末,分析了熔覆层的组织形貌及主要性能。结果表明:叁种熔覆层均无裂纹,与基体形成良好的冶金结合。镍基碳化钨熔覆层主要由Cr-Ni-Fe-C奥氏体相及FeB、Cr_(23)C_6、WC等硬质相组成;铁基合金熔覆层主要由α-Fe铁素体相、Ni-Cr-Fe-C奥氏体相以及Cr_7C_3、Cr_2Ni_3等硬质相组成;铁基碳化钛熔覆层主要由α-Fe为韧性基体相,以及硬质相TiC、Cr_7C_3等组成。叁种粉末配方的熔覆层中的硬质合金相弥散分布于基础相中,可以显着提高熔覆层的硬度及耐磨性。铁基碳化钛熔覆层平均显微硬度达到HV_(0.2)975,耐磨性是基体的11倍左右;铁基合金熔覆层平均显微硬度为HV_(0.2)783,耐磨性是基体的7倍左右;镍基碳化钨熔覆层硬平均显微硬度为HV_(0.2)761,耐磨性是基体的8倍左右。开刃后叁种激光熔覆刀具刃部均具有优良的锋利度。镍基碳化钨复合粉末和铁基碳化钛复合粉末制备的熔覆层耐腐蚀性优良,自行配制的铁基合金粉末的耐腐蚀性不合格。
项海亮[5]2013年在《钛对高铬铸铁合金激光熔覆层组织与性能的影响研究》文中进行了进一步梳理本文利用高功率半导体激光作为热源，采用同步送粉方法在普通低碳钢表面制备高铬铸铁合金涂层，在熔覆合金中添加不同含量的钛，以期获得具有优良综合力学性能的涂层。采用正交设计试验方法，研究了熔覆工艺参数对熔覆层性能的影响规律，获得最优工艺参数为：激光功率1.4kW，扫描速度8mm/s，送粉速度30g/min，送粉气流量7L/min。采用优化后的参数获得的熔覆层成型良好，稀释率低，与基体冶金结合。研究了钛含量对高铬铸铁合金熔覆层显微组织的影响。结果表明，不含钛的高铬铸铁合金熔覆层组织主要由初生(Fe, Cr)_7C_3碳化物和共晶组织[Fe-Cr固溶体+共晶(Fe, Cr)_7C_3]组成。初生(Fe, Cr)_7C_3碳化物呈六角形杆状，沿着散热方向生长。随着钛含量的增加，熔覆涂层中的(Fe, Cr)_7C_3碳化物逐渐细化，初生Fe-Cr固溶相含量逐渐增加，涂层组织由过共晶转变为亚共晶。熔覆过程中钛与碳发生反应生成TiC，TiC的主要形态为块状和枝晶状，解释了不同形态TiC的形成原因，TiC体积分数随钛含量的增加而增加。通过热力学计算证明了TiC能够在Fe-Cr-Ti-C体系中优先生成。研究了钛含量对高铬铸铁合金熔覆层硬度、断裂韧性、抗裂性、等性能的影响。高铬铸铁合金激光熔覆层的显微硬度约为913.1-979.8HV，随着钛含量的增加，熔覆层平均硬度先升高后降低，当钛含量为4%时，熔覆层平均硬度最高为979.8HV。通过压痕法测量了不同钛含量高铬铸铁合金熔覆层的断裂韧性，结果表明熔覆层断裂韧性随钛含量增加而逐渐增加，这与熔覆层中碳化物形状改善和共晶组织细化有关。高铬铸铁合金熔覆层存在横向裂纹，为低塑性脆化裂纹。随着钛含量的增加，裂纹长度逐渐减小，但是单纯增加钛含量并不能完全消除熔覆层裂纹。熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损，随着钛含量的增加，熔覆层的耐磨性先升高后降低。
毛怀东[6]2007年在《激光熔覆层裂纹控制方法与实践》文中研究指明激光表面熔覆技术与其他表面加工技术相比具有应用面广、实用性强、应用灵活等优点,但高硬度耐磨熔覆层的裂纹问题限制了该技术的推广。本文针对熔覆层的裂纹问题进行了大量的实验研究。利用声发射技术检测了熔覆过程中的裂纹产生和扩展状况,开发了在基体未预热和未设计过渡层的情况下控制裂纹产生的新工艺,并在生产实践中得到应用。本论文的主要创造性工作如下:基于声发射技术,提出了一种新熔覆层裂纹的产生和发展过程的检测方法。利用该方法可检测不同材料的熔覆层裂纹,并能够精确确定裂纹发生的位置。根据裂纹发生的时间、位置、熔覆过程温度变化规律,以及有限元分析计算结果,给出了裂纹产生的温度范围。研制了多种铁基合金熔覆粉末,对该粉末熔覆层的组织和性能的进行的实验分析,结果表明,其组织主要为碳、硼、硅元素和铁、铬元素的各种化合物组成的一次、二次枝晶,该组织分布于马氏体和残余奥氏体组成的共晶组织上,其耐磨性可达Cr12淬火材料的3倍。针对熔覆层中裂纹问题,提出了熔覆层裂纹控制的新工艺。该工艺通过在熔覆层中加入起应力松弛作用的软化带,可有效地降低熔覆层的热应力、减少熔覆层裂纹。经实验验证,在熔覆层中加入不锈钢网作为应力软化带时,可有效减小熔覆层裂纹率。实验研究了陶瓷相在熔覆层组织内的作用,通过比较Ni包WC和纯WC对熔覆层裂纹不同影响,得出保持原状的WC颗粒尖角等处在熔覆层中形成应力集中区,引起熔覆层裂纹。上述研究成果成功地应用于天津石化公司化纤厂增压泵轴修复中,解决了该类轴的修复难题。修复后轴已安装运行两年多,取得了巨大的经济效益。上述研究成果丰富了激光熔覆工艺理论,发展了裂纹检测和控制新方法,对相关工艺中裂纹的研究同样具有重要的参考价值。
刘娇姣[7]2014年在《精密冲压模具激光熔覆层性能及再制造研究》文中研究指明精密冲压是一种高效率、高质量和高附加值的精密塑性成形工艺，可以一次冲裁获得高质量的零件。随着精冲技术的发展，精冲模具的寿命成为影响精冲行业发展的主要瓶颈。因此，对局部失效的精冲模具进行激光熔覆再制造研究，以解决精冲模具高成本低寿命的问题，实现高质量的成型和节能降耗，具有非常重要的理论价值和现实意义。本文采用激光熔覆技术对精密冲压模具进行再制造设计，以Fe360合金粉末为粘接相，Cr3C2、MoS2作为耐磨、减摩颗粒，采用半导体激光器，在45钢表面制备出具有耐磨减摩性能的激光覆层。利用金相显微镜、XRD、SEM、电子探针等测试手段分析了覆层的成分及组织结构，采用HT1000摩擦磨损试验机，测试了覆层的摩擦磨损性能。采用正交试验获得耐磨减摩性能最佳的覆层配方及制备参数，并初步讨论了精密冲压模具钢Cr12MoV的再制造设计问题。研究表明，45钢表面激光熔覆Fe-Cr3C2-MoS2复合覆层成形良好、组织致密，熔覆层与基体材料呈良好的冶金结合。熔覆层中，从熔合线至覆层表面，依次结晶为厚度约5μm的平面晶、柱状及树枝晶、表层等轴晶。分析测试表明，激光熔覆Fe-12Cr3C2-6MoS2合金覆层材料的组成相主要有Fe-Cr-Ni固溶体、M3C2、M23C6型碳化物耐磨相，MoS2及CrS减摩润滑相，固溶体及合金碳化物共同强化了覆层，覆层平均显微硬度达750HV0.2，较Fe360覆层硬度提高了约100HV0.2。摩擦磨损试验表明，与Fe360覆层相比，具有复合功能的Fe-12Cr3C2-6MoS2覆层摩擦系数由0.378降低到0.22，体积磨损率由0.92mm3/m降低到0.5mm3/m；与正火态45钢相比，覆层的摩擦系数及体积磨损率分别降低了47%和87%。通过正交试验设计，以覆层配方和激光扫描速度为因素-水平指标，以覆层的摩擦系数和体积磨损率作为评价指标，分析得出最优覆层实验配方为Fe-12Cr3C2-4.5MoS2、最佳扫描速度为8mm/s。经合理的点估计可知，该最优配方的摩擦系数和体积磨损率分别为0.16、0.293mm3/m，低于所有正交试验配方。对比研究正交试验直观分析中性能最佳的覆层（Fe360+12Cr3C2+6MoS2）与Cr12MoV钢激光淬火层，结果表明，直观分析最佳覆层的摩擦系数和体积磨损率较Cr12MoV钢淬火层均下降了52%，覆层性能显着优于模具钢基体，大大提升了模具的抗磨损能力。结合冲压模具Cr12MoV材料及热处理性能特点，进行了模具再制造可行性设计。
李养良, 潘东, 王洪涛, 甘春飞, 郭鑫[8]2013年在《稀土对Fe基合金激光熔覆层组织性能的影响》文中提出采用CO2激光器在45钢基体表面熔覆稀土氧化物La2O3的Fe基涂层;借助于扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、ML-100型磨粒磨损试验机对涂层组织结构、物相、组成成分、硬度及耐磨性能进行了分析。结果表明,添加稀土能够减少甚至消除Fe基合金涂层中存在的孔洞,细化晶粒,提高致密性;涂层的硬度和磨损形貌表明,添加稀土能够小幅度地提高涂层的硬度,但能够使涂层表面的硬度值比较均匀一致,从而引起磨损表面的相对光滑。Fe基合金涂层的磨损机理为轻微的磨粒磨损,45钢的磨损机理为磨粒磨损与粘着磨损。
张现虎[9]2009年在《原位合成复合颗粒增强镍基激光熔覆层研究》文中研究说明激光熔覆原位合成陶瓷颗粒增强金属基复合涂层,可将金属的高塑、高韧性和陶瓷的高硬、耐磨、耐蚀等特性有机结合,大大提高一般材料的表面性能,具有广阔的应用前景。原位合成颗粒增强金属基复合层的主要优点为颗粒是原位形核、长大的增强相,表面无污染,与基体相容性好,界面结合力强,颗粒细小,分布均匀。按照增强颗粒种类的多少,颗粒增强涂层可分为单相颗粒增强涂层和多相复合颗粒增强涂层。在激光熔覆制备复合颗粒增强涂层过程中,由于不同种类的陶瓷增强相的形核温度不同,一种陶瓷相首先形核作为异质核,可使另一种陶瓷相依附其生长,形成复合陶瓷颗粒;而复合颗粒的形成,可抑制先形核粒子的生长,使形成的增强粒子均匀而细小。因此,与单相颗粒增强涂层相比,多相复合颗粒增强涂层具有更好的机械和力学性能。本论文利用激光熔覆技术,制备了原位合成TiC-ZrC复合颗粒增强镍基熔覆层和VC-VB-B_4C复合颗粒增强镍基熔覆层,并对其组织和耐磨性进行了深入研究。主要结论如下:一、激光熔覆原位合成TiC-ZrC复合颗粒增强镍基涂层研究(1)在45#钢表面,激光熔覆原位合成TiC-ZrC复合颗粒增强的镍基熔覆层,涂层组织细密、形貌良好。最佳工艺条件为:(TiO_2+ZrO_2+C)含量15 wt.%,激光功率1.8kW,离焦量50 mm,扫描速度2mm/s。(2)原位合成TiC-ZrC复合颗粒增强镍基激光熔覆层上、中部组织均为大量TiC-ZrC复合颗粒相和Cr_3C_2条状相均匀分布于γ(Ni)树枝晶基体中。熔覆层底部组织为Cr_3C_2条状相均匀分布在定向生长的γ(Ni)树枝晶中。(3)原位合成TiC-ZrC复合颗粒增强熔覆层中细小的TiC-ZrC复合颗粒与基体具有良好的相容性,在熔覆层起着复合颗粒强化和细晶强化的作用。原位合成TiC-ZrC复合颗粒增强的镍基熔覆层平均硬度高达HV_(0.3)1300,其摩擦磨损失重仅为纯NiCrBSiC熔覆层的1/4。二、原位合成VC-VB-B_4C复合颗粒增强镍基激光熔覆层研究(1)在A3钢表面,可获得连续的、激光熔覆原位合成VC-VB-B_4C复合颗粒增强镍基涂层。最佳工艺条件为:(V_2O_5+B_2O_3+C)含量20 wt.%,激光功率1.6 kW,离焦量50 mm,扫描速度2 mm/s。(2)原位合成VC-VB-B_4C复合颗粒增强镍基熔覆层上、中部组织均为大量VC-VB-B_4C复合颗粒相和Cr_3C_2条状相均匀分布于γ(Ni)基体中。熔覆层底部组织为定向生长的γ(Ni)树枝晶,其间分布有少量的VC-VB-B_4C复合颗粒相和Cr_3C_2条状相。(3)原位合成VC-VB-B_4C复合颗粒增强镍基熔覆层平均硬度高达HV_(0.3)1350,其摩擦磨损失重仅为纯NiCrBSiC熔覆层的1/3。熔覆层显微硬度和耐磨性大大提高归因于细小的原位合成的VC-VB-B_4C复合颗粒强化及其弥散分布。
李泽邦[10]2013年在《Ni基复合粉末激光熔覆层组织与性能的研究》文中认为许多机械零部件根据其工艺要求和冲击韧性,一般都采用锻造及焊接性能良好的高强度低碳合金钢制造。但这类钢经热处理后的硬度和耐磨性能较低,在苛刻的冲击磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损下极易失效。为了满足零部件耐磨耐蚀的工作要求,采用激光熔覆技术对零部件表面进行强化与修复,具有显着的经济效益。本文使用激光熔覆成套设备在Q345钢表面制备了Ni60A激光熔覆层、Ni60A+WC复合粉末激光熔覆层和Ni60A+F313合金粉末激光熔覆层,优化了工艺参数,并对熔覆层的组织形貌、物相、耐磨性和耐腐蚀性进行了研究。本试验所获得的最优工艺参数为：激光功率为2400W、扫描速度为5mm/min、光斑为圆形且直径是4mm、预置粉末厚度为1mm、保护气体流速为10L/min、搭接率为25%。这些工艺参数能获得面积较大,与基体材料结合良好,裂纹、气孔等缺陷极少的熔覆层。Ni60A激光熔覆层物相主要有γ-(Ni,Fe)、 Cr7C3、 Fe3Ni2、 CrB等。Ni60A+WC熔覆层的WC的含量为10wt%时,WC在熔覆层中完全分解,并且部分固溶到熔覆层的组织中以及生成含W的Ni4W等新相；当WC的加入量为30wt%以上时,熔覆层的组织细化,在γ-(Ni,Fe)枝晶间出现小块状的富W相。Ni60A+F313熔覆层中主要出现较多的枝晶以及分布在枝晶间的金属间化合物FeNi3和富Fe的相。Ni60A+WC激光熔覆层的耐磨性随着WC的含量增加先上升后略有下降。当WC含量较低时,其磨损机制是以磨料磨损为主,伴有粘着磨损。当WC含量较高时,熔覆层的磨损机制以粘着磨损为主,伴有磨料磨损和氧化磨损。Ni60A+WC激光熔覆层最少的磨损失重量是Q345钢的7%。Ni60A+F313粉末激光熔覆层的耐磨性随着F313合金粉末含量的增加而升高,其磨损机制是磨料磨损和粘着磨损,而熔覆层的磨损失重中粘着磨损占得的比例增多。Ni60A+WC的激光熔覆层的耐腐蚀性随WC含量增加呈现先略有升高后下降的趋势。加入WC能够使熔覆层组织细化,降低组织间的电位差,而且熔覆层表面的有Ni、Cr氧化膜,导致熔覆层耐腐蚀性上升；但是WC过多以后,熔覆层中的硬质相增多,原电池数目相对增多,Ni、Cr元素的含量减少,导致Ni、 Cr在熔覆层表面减少,从而使熔覆层的耐蚀性下降。Ni60A+F313粉末激光熔覆层的耐腐蚀性随着F313合金粉末的增多而呈下降趋势。熔覆层中含Fe的相增多,增加了熔覆层各相之间的电位差,增加了原电池效应。而且熔覆层中Ni、Cr元素含量的减少,使熔覆层表面的氧化膜的致密性降低,减小了熔覆层的耐腐蚀性。
参考文献：
[1]. 铁基合金激光熔覆层质量与性能改善的研究[D]. 余菊美. 郑州大学. 2004
[2]. 陶瓷颗粒增强铁基合金激光熔覆层的研究[D]. 徐勤官. 山东大学. 2012
[3]. Cr12MoV模具钢表面激光熔覆层组织及性能研究[D]. 艾铭杰. 山东大学. 2015
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[5]. 钛对高铬铸铁合金激光熔覆层组织与性能的影响研究[D]. 项海亮. 上海交通大学. 2013
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