铝合金表面激光熔覆SiC颗粒增强复合耐磨涂层研究

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铝合金表面激光熔覆金属基复合材料涂层

Ｋｅｒｓｙｗｏｄ
ａｕｎｍｌｙｌｓｒｃａｄｎ，ｅａｔｉｏｏｉｏｔｎｓｌｍｉｕａｌ，ａｅｌｄｉｇｍｔｌｏｍａｒｘｃｍｐｓｔｃａｉｇｅ
０引言
作为航空航天、汽车运输以及动力机械等行业零部件轻量化的理想材料，铝合金低的强度、硬度和耐磨性在很大程度上限
Ａｂｔａｔｓｒｃ
Ｉｈｓｐｐｒｔｅｃｒｅｔｓａｕｆｔｄｅｎｔｅｓｒａｅｌｓｒｃａｄｎｅｈｉｕｏｌｍｉｕａｌｙｎｔｉａｅｈｕｒｎｔｔｓｏｕｉｓｏｈｕｆｃｅｌｄｉｇｔｃｎｑｅｆｒａｕｎｍｌｓａｏ
・４４・２
材料导报
２００８年８月第２专辑 Ⅺ ２卷
铝合金表面激光熔覆金属基复合材料涂层
蒋义斌何，欢符跃春庞兴志。，，
（广西大学物理学院有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，宁５００；广西大学资源与环境学院，１南３０４２南宁５００）３０４摘要评述了铝合金表面激光熔覆技术和金属基熔覆体系的研究现状，分析了各种金属基熔覆层的组织特征及性能，出了铝合金表面激光熔覆金属基复合材料涂层存在的问题及改进途径，绍了铝合金表面激光熔覆技术的指介
ｆｃｓｒｃａｄｎｅｈｉｕｓｐｅｅｔｄＴｈｉｅｔｎｏｕｔｅｅｅｒｈｉａｓｒｅｌｉｃｓｅ．ａｅｌｅｌｄｉｇｔｃｎｑｅｉｒｓｎｅ．ｅｄｒｃｉｆｆｒｈｒｒｓａｃｓｌｏｂｉｆｄｓｕｓｄａｏｙ

激光熔覆WC颗粒增强复合涂层工艺与性能研究 (2)

第19卷第2期2008年4月中原工学院学报JOU R NA L OF ZH ON GY U A N U NI VERSIT Y O F T ECH NO L OG Y V ol.19 N o.2A pr.,2008收稿日期:2008-02-20基金项目:河南省自然科学基金项目(0311050100);河南省科技攻关项目(0324260030) 作者简介:李龙富(1963-),男,河南辉县人,工程师.文章编号:1671-6906(2008)02-0005-03激光熔覆WC 颗粒增强复合涂层工艺与性能研究李龙富1,张三川2,彭楠2(1.郑州纺织机械股份有限公司技术部,郑州 450053;2.郑州大学机械工程学院,郑州 450001)摘要: 采用20%W C 颗粒(重量比)作为镍基自熔合金的掺杂增强相,研究了该复合材料在送粉激光熔覆工艺条件下的显微组织、显微硬度与熔覆工艺规范的关系,同时结合对熔覆层的结构进行分析,得出了较优的工艺规范.关键词:送粉激光熔覆;组织性能;复合涂层;颗粒增强中国分类号: T N249;T G 174.4 文献标识码: A陶瓷粉末应用于激光熔覆是激光工业应用研究领域中颇引人注目的方向之一.陶瓷是金属和非金属组成的晶体化合物,其显微结构由晶体(主晶相)、非晶体(玻璃相)、气相(气孔)组成,主晶相决定陶瓷的物理化学性质,玻璃相为低熔点化合物,其作用是充填晶粒间隙,粘结主晶相晶粒,抑制晶粒生长,降低成形温度和改善工艺性能,获得致密涂层.以WC [1-2]、TiC [3]和SiC[4-5]等陶瓷颗粒为增强相,采用激光熔覆直接添加[6]或原位合成[3]颗粒弥散增强的多相涂层能够集各组成相材料性能长处于一身,具有独特的机械性能[7].该类涂层较非增强涂层具有更高的显微硬度、强度和更加良好的耐磨性能,还具有增强相含量增加而使涂层耐磨性随之显著增加的特性,是利用表面技术解决摩擦学问题的极具前途的新热点方向.本文将镍包碳化钨颗粒与镍基自熔合金复合,采用同步送粉方式研究了该工艺操作下增强涂层的工艺优化问题,为颗粒增强涂层制备技术应用提供参考.1 试验材料与试验方法试验采用T J-H L-T5000型5kW 横流CO 2激光器(激光模式为T EM11)在数控激光切割机上进行,熔覆试验保护气体为空气;熔覆送粉器为JKF-6型激光宽带涂覆自动送粉器.试验参数以操作值为准,激光输出功率取1.5kW 、2kW 、2.5kW,并对部分样料进行了3kW 激光熔覆试验.激光束的离焦量主体采用250mm ,扫描速度取值为2.4m m/s 、3.2m m/s 、4mm/s,送粉量参数取送粉控制器刻度值,并采用万分之一误差计量天平进行标定,取值主要有10、14、173种.增强相碳化钨的抗氧化能力很差,在氧化性气体中受强热易分解为W 2C+C,基本熔覆材料为Ni 基自熔合金粉(商用Ni60);基材为45#钢,试样几何尺寸为100m m @30mm @18mm,待熔覆表面经磨削加工,表面粗糙度为:R a =0.2L m,熔覆前用丙酮清洗除油,并烘干待用.2 试验结果与讨论图1为扫描速度为2.4m m/s 、功率分别为2kW 、2.5kW 条件下的硬度曲线,功率较高的熔覆层硬度分布呈现出较平缓的趋势,而功率较小的熔覆层硬度分布起伏较大.2种工艺熔覆制备的相应试样14#(2kW)和15#(2.5kW)的显微组织如图2所示,其中中原工学院学报2008年第19卷a 、b 激光功率分别为2kW 、2.5kW.可见,功率高的熔覆层碳化钨颗粒分布较功率低的均匀性要差些,其原因可认为是由于激光提供的总能量所形成的熔池温度流流场对未熔碳化钨的流化程度不充分,使碳化钨的分布不均造成的.图3为扫描速度为3.2mm/s 、送粉量为1.5g/m in 、激光功率为1.5kW 、2kW 、2.5kW 条件下,采用搭结移动量为3m m 时的搭结熔覆层显微硬度分布图.从图可见,3种功率条件下总体上硬度值差别不大,相比较之下在功率为2.5kW 时的硬度分布要更均匀些.图4为激光功率为2kW 、送粉量为1.5g/m in 时不同扫描速度对显微硬度分布的影响图.从图可见,扫描速度高低在熔覆层区的显微硬度差异并不大,但在熔覆层的高硬度区的大小差异明显,扫描速度为2.4m m/s 的高硬度区比速度为3.2mm /s 的约大1mm 左右.图3 搭结熔覆的功率影响图4 扫描速度对显微硬度分布影响图5为激光功率为2.5kW 、扫描速度为4m m/s 条件下改变送粉量的显微硬度分布图.从图可见,2种送粉量的显微硬度差别不明显,可认为所改变的送粉量值未达到一定的度量时,单位量的熔覆合金粉所分得的热量份额差异也不大,故熔覆层的形态与力学特性差异也就不大.对于1.1g /min 条件下在距表面0.2mm 时的显微硬度高达1258H V,可能是显微硬度测定点刚好为分布在那里的WC 颗粒.图5 送粉量与显微硬度关系曲线图6为激光功率为2.5kW 、扫描速度为4mm /s 、送粉量为1.5g /min 等工艺条件下,离焦量分别为图6 离焦量与显微硬度关系60mm 、70mm 时激光熔覆层截面显微硬度分布图.从图可见,离焦量为70的熔覆层的显微硬度相对较#6#第2期李龙富等:激光熔覆WC 颗粒增强复合涂层工艺与性能研究低,并且显微硬度的波动性较大,其原因可能是作用在混合粉末上的激光光斑的能量密度相对较低和能量分布不均.图7为碳化钨颗粒增强相涂层中块体物相的EDS 能谱图.测定表明,其主要元素为W 、C 和O,其中黑色壳体相的含氧量较条状相的要高许多,而条状物相的氧含量却很低,由此可以确定熔覆层中的大块物相主体为WC,但其表面同时还存在一些W 2(C,O),它是由于在激光熔覆过程中的加热和空气气氛环境造成的部分氧化,具体的氧化分解方式为:图7 WC/N i60熔覆层块体相SEM 和ED S 图谱2WC y W 2C+CW 2C+12O 2y W 2(C,O)从EDS 能谱检测结果还可知,大块W C 物相与其周边的Ni 、Cr 等元素尚未发生扩散反应和形成扩散层.3 结语碳化钨与镍基自熔合金之间的化学反应活性是轻微的,因此它们的混合粉末在激光熔覆过程中的化学反应将不会影响熔覆层的组织结构及其形成,更不会影响碳化钨的增强方式.故碳化钨掺杂相增强熔覆层的增强机制在于:控制碳化钨在激光熔覆过程中的过多分解(避免形成较多的W 2C 相)在熔覆工艺方面是较容易实现的,使碳化钨组分的大部分呈现为原始颗粒存在于镍基自熔合金中,从而形成颗粒增强的熔覆涂层.熔覆层内部层中的碳化钨粒子的弥散度总体上较外层的更大一些,但熔覆层的最外层区域中的碳化钨仍呈现出了良好的均匀分布状态,相反,内层结构中却可能由于熔池底部的流动性较差而出现较集中的分布不均匀现象.在掺杂量为20%时的较优工艺规范为:激光功率2.5kW(光斑离焦量60m m),扫描速度2.4kW,送粉量3.0g /min.参考文献:[1] Wu P ,Zhou C Z ,T ang X N.M icro structural Character izat ion and Wear Behavio r of L aser Cladded N ickel-based and T ung-sten Carbide Composite Coating s[J].Sur face and Co atings T echno lo gy ,2003,66:84-88.[2] ZH A NG Guo -shang ,X IN G Jian -do ng ,G AO Y-i min.Im pact Wear Resistance o f W C/H adfield Steel Co mpo site and Its Inter -facial Character istics[J].Wear ,2006,260:728-734.[3] 廖乃镘,张先菊,李伟,等.激光熔覆原位合成T iC/T i 复合材料试验研究[J].热加工工艺,2005(2):24-26.[4] L i Q ,Song G M ,Zhang Y Z,et al.M icrostr ucture and Dr y Sliding W ear Behavior of L aser Clad N i-based A lloy Coat ing w iththe A dditio n o f SiC[J].Wear ,2003,254:222-229.[5] A bbas G,Ghazanfar U.T wo -body A br asive Wear Studies o f Laser P ro duced Stainless St eel and St ainless Steel +SiC Com -po site Clads[J].W ear,2005,258:258-264.[6] 徐采云,谌俊,马峰,等.混粉工艺对激光熔覆WC/N i60B 涂层组织硬度的影响[J].矿山机械,2006(5):99-100.[7] 郭景坤.二十一世纪材料研究的新趋向)))多相材料[J].中国科学基金,2001(5):289-290.(下转第19页)#7#第2期李强等:CrM o NbB 系免预热耐磨料磨损堆焊焊条的研究氏体树枝晶,在晶界上析出了网状结构的合金碳化物,并易产生裂纹;(4)分析堆焊层显微结构可以明确堆焊材料的合金化机理,通过控制不同组元的含量和体积比,可以优化设计堆焊合金.参考文献:[1] 王欣,张永生,黄智泉,等.辊压机辊面的堆焊修复工艺[J].机械工人,2004(4):54-55.[2] 邹增大,王新洪,杨尚磊,等.T iC -VC 耐磨堆焊焊条[J].材料科学与工艺,2001(4):396-398.[3] 白范雄.高硬度高韧性耐磨埋弧堆焊药心焊丝的研制[J].粉末冶金材料科学与工程,2006(4):22-28.[4] 刘政军,张桂清,李永奎.Cr -B-N i-W -V 系堆焊合金的组织性能及耐磨机理[J].表面技术,2006(5):4-7.[5] 胡亚威,殷有胜.堆焊金属耐磨性影响因素的分析[J].沈阳工业大学学报,2002(10):14-18.[6] 牟力军.铁基高温耐磨堆焊焊条及焊接工艺研究[J].沈阳工业大学报,2003(3):1-11.[7] 张清辉.堆焊焊条耐磨性的探讨[J].焊接学报,1994(4):214-218.[8] 朱嘉琦,何实,赵占良,等.CrM o WV N bT i 系耐磨铁基堆焊合金的量化设计和结构研究[J].焊接,2001(4):11.Study on the CrMoNbB Series Non -preheating Hardfacing ElectrodeWith Wear Resistance PropertiesLI Qiang1,2,TAN G Wen -bo 1,ZHANG T a-i chao 2(1.Zhengzhou U niv ersity ,Zheng zhou 450001;2.Zhongyuang U niv ersity o f Technolog y,Zheng zhou 450007,China)Abstract: T he ex periments of hardness,metallurg ical micro structur,ant-i cracking and w ear ing resist -ances hav e been made.The alloying mechanism has been clarified due to the analysis of phases,the strength -ened structure has been quantifiedly designed.Finally,the CrM oNbB series no n -preheating hardfacing elec -tro de sur facing alloy w ith the excellent pr operties has been created.T he results show that the hardfacing metal has high plasticity and ductility.Its hardness is mor e than H RC55,how ever ,the crack of hardfacing m etal do esno t occur even under co nditions of non -preheating and non -postheating.T he hardfacing m etal has a hig h w ear resistance,and its relativ e w earability is better than that of D667.Key words : hardfacing electrode;no n -preheating ;ant-i cracking resistance;hardness;w ear ing resistance (上接第7页)Technique and Structure Properties of WC Particulates ReinforcedComposite Coat by Laser CladdingLI Long -fu 1,ZHANG San -chuan 2,PEN G N an2(1.Zheng zhou T ex tile Machine Co.,Ltd.,Zheng zhou 450053;2.Zhengzhou U niv ersity,Zhengzhou 450001,China)Abstract: In this paper,20%WC particulates are used to reinforced phase of Ni base auto -melt alloy.The relatio ns betw een micro -str ucture o r micro -rig idity and technique parameter of auto -feeding laser cladding ar e studied,at the same time,these relatio ns ar e combined w ith analysis results of coat structure,optim ized technique parameter is achived.Key words : feeding laser cladding ;str ucture property;composite coat;particulate reinfo rced#19#。

SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺及性能研究中期报告

SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺及性能研究中期
报告
中期报告主要介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和性能研究的进展情况。

具体内容如下：
1. 研究背景和意义
本文研究的是SiC颗粒增强铝基复合材料，这种材料因其轻质、高强度、高刚性、耐腐蚀等特点被广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。

通过研究该材料的制备工艺和性能，可以提高材料的性能，为材料的应用提供支持。

2. 研究方法
本文首先使用球磨机对铝粉和SiC颗粒进行混合，然后采用压力机将混合物压制成坯料，最后通过热压烧结技术制备铝基复合材料。

对制备过程中的参数进行了系统的优化，研究了不同加热温度、保温时间、加压力度等对材料性能的影响。

3. 成果与分析
经过优化，最终制备出了质量稳定的SiC颗粒增强铝基复合材料，并对其力学性能和热性能进行了测试。

结果表明，SiC颗粒增强铝基复合材料的力学性能和热性能均显著优于纯铝材料，其中强度和硬度分别提高了40%和60%以上。

4. 存在的问题和展望
目前研究中存在一些问题，例如坯料压制不够均匀、材料中存在气孔等。

未来将着重优化制备工艺，提高材料的性能，并探索材料在不同应力条件下的性能表现。

总之，本文研究了SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和性能，为该材料的应用提供了基础性支持。

SiC颗粒增强钢基表面复合材料的制备及冲蚀磨损性能研究

SiC颗粒增强钢基表面复合材料的制备及冲蚀磨损性能研究SiC颗粒增强钢基表面复合材料的制备及冲蚀磨损性能研究摘要：钢基表面复合材料的制备和应用在工业领域中受到广泛关注。

本研究以SiC颗粒为增强剂，采用熔融渗透法制备了SiC颗粒增强钢基表面复合材料，并对其冲蚀磨损性能进行了研究。

通过扫描电子显微镜、能谱仪等测试手段对样品的微观形貌和成分进行了分析。

实验结果表明，制备的SiC颗粒增强钢基表面复合材料具有较好的冲蚀磨损性能。

本研究为进一步拓宽钢基表面复合材料的应用领域和提高其性能指标提供了理论和实验基础。

关键词：钢基表面复合材料，SiC颗粒，冲蚀磨损性能引言：钢基表面复合材料是一种通过在钢基材料表面引入增强剂，通过材料复合的方式提高钢材的性能的一类材料。

随着工业技术的不断发展和人们对材料性能要求的提高，钢基表面复合材料的研究受到了广泛关注。

冲蚀磨损是材料在高速流体环境中表面受到颗粒冲击和磨擦所引起的磨损现象，是工程领域中常见的磨损方式之一。

因此，研究钢基表面复合材料的冲蚀磨损性能具有重要的理论和实际意义。

实验部分：本实验选择了SiC颗粒作为钢基表面复合材料的增强剂，采用熔融渗透法制备了SiC颗粒增强钢基表面复合材料。

首先，在钢板表面进行喷涂预制槽，然后将预制槽中的SiC颗粒加热熔化，使其润湿并渗透进钢板表面。

最后，经过热处理和冷却工艺后，得到了表面复合的钢基材料。

接下来对制备的材料进行了性能测试。

首先，使用扫描电子显微镜观察并拍摄了样品的微观形貌。

图像显示，SiC颗粒被均匀地嵌入在钢基材料中。

其次，利用能谱仪对样品进行了成分分析，结果显示样品中同时存在C、Si、Fe和O等元素。

这说明SiC颗粒顺利地渗透到钢板中并与钢基材料发生了化学反应。

为了研究SiC颗粒增强钢基表面复合材料的冲蚀磨损性能，我们进行了冲蚀磨损实验。

实验采用冲蚀磨损试验机，将样品暴露在高速喷射流中，通过改变冲蚀试验参数，如冲蚀介质颗粒速度、颗粒浓度和冲蚀时间等，来研究材料的磨损行为。

“铝合金表面激光熔覆耐磨、减磨涂层技术研究”项目通过鉴定

合力弱的缺点，为铝合金表面强化提供了新途径，在现代工业生产中具有广泛的应用前景，对学科发展
有较大的推ห้องสมุดไป่ตู้作用．
（技处科
郭建辉）
部无气孔或少气孔的涂层．用ＸＤ、ＥＴＭ等分析了Ａ采ＲＳＭ、Ｅ１一Ｓ＋Ｔ＋ＣＡ —Ｓ＋ＳＣ和Ａ —Ｓ＋ｉｉ、ｌｉｉＩｉＡ：，１激光熔覆层中原位合成ＴＣ颗粒和外加ＳＣＡ：，Ｏｉｉ、１颗粒的尺寸、Ｏ形态、布及其界面特征；ｕ—Ａ分ＣＩ
由我校机械电子学院孙荣禄教授承担并完成的天津市应用基础研究计划（自然科学基金）目“ 项铝合金表面激光熔覆耐磨、减磨涂层技术研究 ” 于２０，０７年２月６日通过了天津市科委组织的专家验收．本课题通过涂层材料设计和涂层制备工艺优化在铝合金表面制备出结合牢固、裂纹的ＴＣ／１无ｉｐＡ、ＳＣＡ、１Ａ和ＭＳ／ｕ复合材料涂层，用ＸＤ、ＥＴＭ等分析了激光快速熔凝条件下涂层ｉ／１Ａ／１ＯｏＣ采ＲＳＭ、Ｅ的微观组织特征，测试了激光熔覆层的硬度和摩擦磨损性能，为铝合金激光熔覆表面强化技术的发展提
纺、交织产品的组分定量分析，但仍有待于做进一步的
研究．
４结论
（）纶基和维纶基牛奶蛋白纤维在形态结构特１腈征上具有明显差异．腈纶基牛奶蛋白纤维纵向表面呈

激光熔覆耐磨涂层的研究进展

Ｋｅｒｓ：ａｒｃａｄｎｗｅｒｒｓｓａｔｃａｄｎｃａｋｉｇｙｗｏｄｌｓｌｄｉｇ；ａ～ｅｉｔｎｌｄｉｇ；ｒｃｎｅ
激光熔覆技术兴起于２０世纪８０年代，是利用高能密它度的激光束在基材表面形成与基材相互熔合的、具有成分且与性能完全不同的合金覆层，而可以在低成本钢板上制成从高性能表面，替大量的高级合金以节约贵重、有金属材代稀料，降低能源消耗，到了国内外广泛熔覆耐磨涂层的研究进展
陈浩潘春旭潘邻陶锡麒３，，，（．武汉理工大学材料科学与工程学院，汉４０６；．武汉大学物理科学与技术学院１武３０３２
ｃｕｅｏｒｃｉｇｉｌｄｉｇｐｏｅｓｗａｉｌｎｌｚｄ．ｅｃｒｅｔｓｕｉｓａｅｃｎｅｔａｅｎｌｓｒｐｏｅｉｇａｓｆｃａｋｎｎｃａｄｎｒｃｓｓｍａｎｙａａｙｅＴｈｕｒｎｔｄｅｒｏｃｎｒｔｄｏｅｒｃｓｎａｐｒｍｅｅｓＭｅｎｈｌ，ｈｒｒｅｅｔｄｅｎｐａｅｔａｓｏｍａｉｎｔｅｏｙａｉｓｋｉｅｉｓｄｆｕｉｎｐｏａａｔｒ．ａｗｉｔｅｅａｅｆｗｒｓｕｉｓｏｈｓｒｎｆｒｔｈｒｄｎｅｏｍｍｃ，ｎｔ，ｉｓｏｒ — ｃｆｃｓｉｇ，ｒｉｏｎａｙｂｈｖｏｎｉｒｓｒｃｕｅｏａｒｃａｄｎａｅ．ｏｔｅｃａｋｎｌｓｒｃａｄｎａ — ｅｓｎｇａｎｂｕｄｒｅａｉｒａｄｍｃｏｔｕｔｒｆｌｓｌｄｉｇｌｙｒＡｓｔｈｒｃｓｉａｅｌｄｉｇｌｙｅ

铝合金表面激光熔覆SiC颗粒增强表层金属基复合材料的组织及空泡腐蚀性能

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铝合金表面激光熔覆ＳＣ颗粒增强表层金属基复合材料的组织及空泡腐蚀性能ｉ
铝合金表面激光熔覆ＳＣ颗粒增强表层金属基ｉ材复合料的组织及空泡腐蚀性能
ＺＨＡＮＧｏｇ，ＺＳｎ！ＨＡＮＧＣｈｎｈａ，Ｚｕ — ｕＨＡＮＧｍｉｇ．Ｍａｕｃｕｇ。ＷＵｅ— ａ：ＩｔｎｎＨａｈｎＷｉｏ．ｔＷＡＮＧａ — ａ（ｈｎａｇＰｌｔｃｎｃＵｎｖｒｉＭｏｃｉ１Ｓｅｙｎｏｙｅｈｉｉｅｓｔｙ．Ｓｅｙｎ１０Ｓｈｎａｇｌ２，Ｃｈｎ０ｉａ；２ＳａｅＫｅ，ｂｆｒＣｏｒｓｏｎｒｔｃｉｎ．ＣｈｎｓａｅｙＯｃｅｃｓｔｔｙＩｏｒｏｉｎａｄＰｏｅｔａｏｉｅｅＡｃｄｍｆＳｉｎｅ．Ｓｅｙｎｉ０６Ｃｈｎｈｎａｇ１０１，ｉａ；３ＨｏｇＫｏｇＰｌｔｃｎｃＵｎｖｒｉＹ，ＨｏｇＫｏｇ，Ｃｈｎ）ｎｎｏｙｅｈｉｉｅｓｔｎｎｉａ
ＣａｉａｉｎＥｒｉｎａｄＭｉｒｓｒｃｕｒｆＬａｅｒａｅＣｌｄｎｇｖｔｔｏｏｓｏｎｃｏｔｕｔｅｏｓｒＳｕｆｃａｄｉＭＭＣｆＳｉＩｎＡＡ６６ｕｍｉｕＡｌｏｏＣｌｏ０１Ａｌｎｉｍｌｙ
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Ａｂｔａ：ＬａｅｕｒａｅｃａｄｉｇｏｆＳｉｏｓｒｄｓｒｓｆｃｌｄｎＣｐｗｄｅａｅｎＡＡ６６ｉｎｉｕｍｌｏａＰｒｅＵｔＵ — ｒ［ｖｒｏ０１ａｕｌｎａｌｙｗｓｃ．ｌｄＯＳｒｉｇｎ２ＷｋＣＷｈＡＧａｅ．ＳｓｑｕｎｔｌｓｒｓｒａｅｍｅｎｈｅｌｙｓｇｖｕｆｃｔｅａＮＹｌｓｒｕｂｅｅａｅｕｆｃｈｉｇｏｆｌａｅｒａｅａｓｒａｅｒｔｔ［ｍａｒｘｃｎｐＳ１（Ｉｌ）．Ｔｈｅｎｉｒｔｕｃｕｅａｎａｅｉｅｉｉａｉｈｏｄｉｉｄｌｙｒｗｅｅ１ｉｏｌＯｉｃＭｖＣｌｃｏｓｒｔｒｄｐｈｓｄｎｔｆｃｔｏａ０ｆｔｅｍｆｅａｅｒ

激光熔覆原位自生增强颗粒复合涂层讲解

激光熔覆原位自生增强颗粒复合涂层激光熔覆陶瓷颗粒增强金属基复合涂层是一项先进的表面技术,它可改善材料表面性能,如耐磨性、耐蚀性、抗氧化、抗热震能力等。

在该技术中,激光熔覆原位自生陶瓷增强复合涂层的方法是在激光照射下,通过元素之间或元素与化合物之间的原位反应,在涂层内原位生成一种或几种高强度、高弹性模量的陶瓷增强相,由于这种增强体是原位形核、长大的热力学稳定相,其表面无污染,因而避免了与基体相容性不良的问题,且界面结合强度高。

为了在钛合金表面获得良好的耐磨涂层,本文熔覆涂层分别选用了市售的KF-Co50和自制的CoBTiSi 复合涂层粉末进行实验。

利用XRD、SEM、和EMPA等分析手段对激光熔覆层的微观组织进行分析;在HX-1型显微硬度计测量涂层微区组织的显微硬度值,在UMT-2型多功能摩擦磨损测试仪上进行干滑动摩擦磨损实验。

同时为了在铜合金表面得到良好的激光熔覆层,把理论与试验相结合,通过热力学理论计算,选择出Ni基熔覆涂层体系,利用横流CO_2激光器在铜合金表面原位自生陶瓷颗粒增强涂层。

激光熔覆市售的KF-Co50复合涂层试验表明:涂层与基体实现了良好的冶金结合;熔覆区是在γ-Co固溶体基体上均匀分布着大量的TiB_2、TiC、WB 和Cr_5Si_3陶瓷相和金属间化合物,涂层组织细密,生成树枝状、块状、不规则等形态组织,对涂层的力学性能分析结果表明:涂层显微硬度值较基体有显著提高,涂层获得最高硬度可达1000HV以上,约为基体硬度的3-4倍,显微硬度值从表面到基体呈较平稳的过渡。

涂层耐磨性较基体有显著提高。

涂层中的磨损机制主要为磨粒磨损及其引起的剥层,基体中除此之外还有粘着磨损。

激光熔覆自制的CoTiBSi复合涂层试验表明:涂层中原位合成的TiB_2和TiB陶瓷相均匀分布在γ-Co基合金涂层中。

涂层内枝晶组织细小均匀,枝晶内和枝晶间存在明显的组织和成分差异。

随着Ti、B含量的增加,激光熔覆原位生成物的组织形态发生相应的变化,熔覆区组织由细小分散的片状和块状转变为柱状枝晶组织,取向规则,分布均匀。

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文章编号：０３８１（０６０ — ０７０１０ — ８７２０）４００ — ４
铝合金表面激光熔覆ＳＣ颗粒增强复合耐磨涂层研究ｉ
ｍｅｈｎｓｅｅａａｙｅ．Ｔｅｒｓｌｓｏｅｈｔｏｎｏｔｅｐｒｃｅｔｎｔｅｉｇａｄｓｌｔｎｓｒｎｈｎｎ，ｃａｉｍｓｗｒｎｌｚｄｈｅｕｔｈｗｄｔａ。ｗｉｇｔｈａｔｌｓｓｒｇｈｎｎｎｏｕｉｔｅｇｅｉｇｓｉｅｏｔ
王冬涛李会山，，王惠滨
（天津环渤海控股集团有限公司，１．天津３００；４津钢管集团公司技术中心，０２０２．天津３００；军事交通学院汽车工程系，０３１３．天津３０６）０１１
摘要：采用激光熔覆技术在铝合金表面制备ＳＣ颗粒增强的Ｎ基合会复合涂层，中ＳＣ粉末采用预置和同步送粉ｉｉ其ｉ两种方法。试验结果表明，在激光功率Ｐ２ｋ、＝Ｗ光斑直径ｄ３ｍｍ、＝扫描速度ｖ３／工艺条件下，＝ｍｍｓ预置ＳＣ粉末厚ｉ度１ｍ或送粉量ｍ－ｍｎ可以获得表面平、ｍｐ８ｇｉ，－／无裂和界面结合较好的熔覆层。测试了熔覆层的硬度和滑动摩擦磨
ｖ３ｍｍ／；ｅｍｉｍｅｅ＝＝ｓｂａｄａｔｒｄ３ｍｍ；ｉｏｄｒｐｅｏｔｇｔｉｋｅｓｉＳＣｐｗｅｒｃａｉｈｃｎｓｓｍｍｒｐｗｄｒｆｅｉｇｒｔ％８ｇｍｉ．ｈｎｌｏｏｅｅｄｎａｅ／ｎＴｅ
中图分类号：Ｇ１４４３Ｔ７．５文献标识码：Ａ
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损性能，分析了熔覆层的硬化机理，熔覆层中存在颗粒强化、固溶强化等强化作用，熔覆层的显微硬度达到９００－
ｌ１０ＨＶ，０其耐磨性能比铝合金显著提高。
关键词：合金；激光熔覆；ＳＣ熔覆层；耐磨性能铝ｉ
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