發(fā)布時間：2018-10-20 11:30

【摘要】：以WC、Ti C、Co和Co50合金粉末為原料,通過設計不同的成分配比,在40Cr刀具鋼表面激光熔覆了WC/Co、WC/Co50和WC-Ti C/Co50鈷基碳化物復合涂層。借助XRD、OM、SEM和EDS等表征手段分析了粉末成分配比和激光熔覆工藝參數(shù)對刀具表面復合涂層物相結構、宏觀形貌和微觀組織的影響。結果表明,當激光功率為4.2 k W,掃描速度為350 mm/min時,制備的WC/Co50和WC-Ti C/Co50復合涂層表面形貌良好,平整連續(xù)且無宏觀裂紋。硬度測試和摩擦磨損試驗表明,復合涂層具有高的硬度和良好的耐磨性,最高顯微硬度達到1211 HV0.2,最低磨損失重2.1 mg,分別為基材的3.03倍和34.4%。熔覆層中大量存在的WC、Ti C以及原位自生的W2C、Fe3W3C等碳化物增強相對提高復合涂層的硬度和耐磨性起到了主要作用。
[Abstract]:WC/Co,WC/Co50 and WC-Ti C/Co50 cobalt based carbides were coated on the surface of 40Cr tool steel by laser cladding with WC,Ti Co and Co50 alloy powder by designing different composition ratios. By means of XRD,OM,SEM and EDS, the effects of powder composition ratio and laser cladding process parameters on the phase structure, macroscopic morphology and microstructure of the composite coating on the tool surface were analyzed. The results show that when the laser power is 4.2 kW and the scanning speed is 350 mm/min, the surface morphology of the WC/Co50 and WC-Ti C/Co50 composite coatings is good, smooth and continuous without macroscopic cracks. The hardness test and friction and wear test show that the composite coating has high hardness and good wear resistance. The highest microhardness reaches 1211 HV0.2, and the minimum wear weight loss 2.1 mg, is 3.03 times and 34.4 times of that of the substrate, respectively. A large number of WC,Ti C and in-situ W2CfFe3W3C carbides in the cladding layer play a major role in improving the hardness and wear resistance of the composite coatings.
【作者單位】： 昆明理工大學材料科學與工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(61368003,51165015)
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

相關期刊論文 前9條

1 張國福,宋天民,尹成江,管建軍;機械振動焊接對焊縫及熱影響區(qū)金相組織的影響[J];焊接學報;2001年03期

2 何強;蘇華禮;劉宏昭;葉軍;;高速主軸用40Cr鋼的激光相變硬化工藝[J];中國激光;2009年08期

3 劉洪喜;唐淑君;蔡川雄;張曉偉;王傳琦;蔣業(yè)華;;模具鋼表面激光原位制備Ni基合金復合涂層的微結構與性能[J];中國激光;2013年06期

4 王要利;于華;石紅信;邱然峰;張柯柯;;40Cr鋼表面電火花沉積WC的界面行為[J];材料熱處理學報;2013年08期

5 周野飛;高士友;王京京;;激光熔覆高碳鐵基合金組織性能研究[J];中國激光;2013年12期

6 姚爽;劉洪喜;張曉偉;李琦;張旭;;H13鋼表面激光原位自生TiC顆粒增強復合涂層的微觀結構和摩擦磨損性能[J];中國激光;2014年10期

7 吳岸琪;劉其斌;秦水介;;Influence of yttrium on laser surface alloying organization of 40Cr steel[J];Journal of Rare Earths;2011年10期

8 張輝;鄒勇;鄒增大;史傳偉;;Effects of CeO_2 on microstructure and corrosion resistance of TiC-VC reinforced Fe-based laser cladding layers[J];Journal of Rare Earths;2014年11期

9 董紅剛;于連震;高洪明;鄧德偉;周文龍;董闖;;TiAl合金/40Cr鋼摩擦焊接頭的組織與力學性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年10期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張雁軍,周榮林,吳敏生;電弧超聲改善Ti6Al4V焊接接頭性能的研究[J];電焊機;2005年09期

2 管建軍,宋天民,張國福,尹成江;機械振動對焊接熔池金屬凝固過程的影響[J];撫順石油學院學報;2001年04期

3 王倩;丁霞;李保民;董慶信;杜偉;李木森;;40Cr鋼棒料的質量檢驗和重結晶退火工藝研究[J];熱處理技術與裝備;2011年06期

4 杜大明;魏圣泉;白小波;;激光熱處理對40Cr鋼組織和性能的影響[J];熱處理技術與裝備;2012年03期

5 段海平,馮弘,趙清華;振動對改善錫-銻合金密度偏析的研究[J];機械工程材料;2005年07期

6 李金方;司麗麗;楊慶文;;船體艙口焊后波浪變形的消除方法研究[J];裝備制造技術;2008年09期

7 譚友宏;劉敏;馬文有;;激光表面合金化的研究進展[J];材料研究與應用;2012年02期

8 唐淑英;曹惠芳;馬若群;王鋒;;基于不同焊接條件下接頭組織和斷裂韌度分析[J];裝備制造技術;2012年09期

9 楊慶祥;周野飛;楊育林;齊效文;;Fe-Cr-C系耐磨堆焊合金研究進展[J];燕山大學學報;2014年03期

10 雷劍波;顧振杰;牛偉;王云山;;高功率半導體激光寬帶熔覆WC-NiSiB耐磨涂層的組織結構與性能[J];粉末冶金材料科學與工程;2015年02期

相關博士學位論文 前3條

1 盧慶華;振動對焊接接頭組織與性能的影響及其工程應用[D];上海交通大學;2008年

2 許惠斌;SiCp/ZL101A復合材料振動輔助非真空半固態(tài)擴散釬焊[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

3 王傳琦;機械振動作用下激光熔覆鎳基合金涂層凝固組織及應力控制研究[D];昆明理工大學;2013年

相關碩士學位論文 前10條

1 黃婧芝;水中超聲頻脈沖等離子弧切割方法及工藝研究[D];江蘇科技大學;2011年

2 韓波;超聲振動在低合金高強鋼電渣焊外場優(yōu)化中的應用[D];上海交通大學;2011年

3 王初傲;振動條件下高強鋼焊縫組織及性能的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2012年

4 趙婷;SiCp/ZL101A非真空振動液相擴散連接下氧化膜去除工藝及機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

5 胡正;應用于振動焊接的微振動平臺的研制[D];浙江大學;2006年

6 段滿意;SiCp/ZL101A復合材料振動釬焊缺陷去除工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

7 翁路露;隨焊旋轉擠壓工藝控制應力變形的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

8 陳翔;機械振動改善等離子熔覆涂層組織及性能的機理與應用研究[D];山東科技大學;2009年

9 何從輝;渦旋等離子切割電極燒蝕及切口硬度研究[D];江蘇科技大學;2010年

10 徐文;新型軋輥鋼等離子束表面強化技術研究[D];華中科技大學;2012年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王華明,張凌云,李安,蔡良續(xù),湯海波;金屬材料快速凝固激光加工與成形[J];北京航空航天大學學報;2004年10期

2 楊連斌;俞友軍;趙杰榮;周健松;雷自強;陳建敏;;激光原位合成NiAl金屬間化合物覆層的性能[J];中國表面工程;2010年05期

3 郝建軍;卜志國;趙建國;劉洪杰;馬躍進;;TC4鈦合金電火花沉積反應合成Ti(CN)涂層[J];材料科學與工藝;2009年03期

4 陳瑤,王華明;激光熔覆TiC/FeAl復合材料涂層顯微組織及初生TiC生長機制研究[J];稀有金屬材料與工程;2003年07期

5 原津萍;張平;梁志杰;馬琳;;Mo,CeO_2對鎳基合金激光熔覆層組織及性能影響[J];稀有金屬材料與工程;2008年01期

6 馬海波;張維平;;鈦合金表面激光熔覆鈷基復合涂層的組織和性能[J];稀有金屬材料與工程;2010年12期

7 呂曉衛(wèi);林鑫;曹永青;胡江;高勃;黃衛(wèi)東;;工藝參數(shù)和熱處理對純鈦表面激光熔覆原位合成羥基磷灰石涂層中物相組成的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年04期

8 張曉偉;劉洪喜;蔣業(yè)華;王傳琦;曾維華;;Ti6Al4V合金表面激光熔覆功能復合涂層研究進展[J];稀有金屬材料與工程;2012年01期

9 王孟;劉宗德;寶志堅;;H13鋼汽車熱鍛模具失效機理分析[J];鍛壓技術;2008年04期

10 李剛;邱玲;邱星武;;40Cr激光熔凝硬化組織形態(tài)及硬度研究[J];熱處理技術與裝備;2008年03期

相關碩士學位論文 前1條

1 李志剛;熱作模具鋼H13表面改性的研究[D];太原理工大學;2008年

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 侯黨社;李克智;李賀軍;付前剛;張雨雷;李新濤;;硅鉭含量對C/C復合材料SiC/TaSi_2復合涂層結構和抗氧化性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2009年S1期

2 趙俊偉;宋立華;陳利娟;;二氧化硅/環(huán)氧樹脂復合涂層的制備及其疏水性能[J];化學研究;2009年03期

3 朱勤旺;羅瑞盈;;新型SiC-MoSi_2/Al-O-Ti炭/炭抗氧化復合涂層的制備及其性能研究[J];表面技術;2011年06期

4 熊金平，管從勝，楊玉國，李懷祥;酚醛環(huán)氧復合涂層的腐蝕磨損行為研究[J];煤礦機械;1995年06期

5 閆玉華,李志剛,陳曉明,李世普;鈦合金牙根種植體表面燒結復合涂層的研究[J];硅酸鹽學報;1997年05期

6 丁潤剛,王俊英,楊啟志;真空熔燒復合涂層顯微結構的研究[J];新技術新工藝;1998年06期

7 孟祥軍;劉秀波;劉海青;鄭晨;孫承峰;王明娣;齊龍浩;;熱處理對NiCr/Cr_3C_2-WS_2復合涂層組織與性能的影響[J];材料熱處理學報;2013年S2期

8 馬青華,尹建平,董作敬;海洋環(huán)境熱噴涂鋁復合涂層保護機理分析[J];材料保護;2002年06期

9 施秋萍;趙玉濤;戴起勛;林東洋;羅平輝;;鈦合金表面磁控濺射制備羥基磷灰石／氧化釔穩(wěn)定氧化鋯復合涂層[J];機械工程材料;2006年10期

10 蔡弘華;李海洋;李玉亭;王芳;任祥忠;李潤;羅仲寬;;苯乙烯交聯(lián)有機無機硅復合涂層的制備與性能研究[J];材料科學與工程學報;2007年02期

相關會議論文 前10條

1 許堅勇;;復合涂層的技術應用[A];防腐蝕工程技術交流會暨防腐蝕及節(jié)能新材料普及講座論文集[C];2008年

2 趙洪超;徐曦;王旭利;;復合涂層長期儲存壽命研究[A];中國工程物理研究院第七屆電子技術青年學術交流會論文集[C];2005年

3 蔣馳;周晉林;賴新春;肖云峰;稅毅;王術剛;;鉭/鎢/錫復合涂層噴涂工藝應用[A];中國工程物理研究院科技年報（2002）[C];2002年

4 程銀健;陳九磅;王平;;高溫耐磨復合涂層的制備與磨損性能研究[A];2011年安徽省科協(xié)年會——機械工程分年會論文集[C];2011年

5 陸企亭;黃茂松;史以洪;;新一代水輪機抗磨蝕復合涂層的研制[A];水輪機抗磨蝕技術研討會論文集[C];2006年

6 劉燕;任露泉;于思榮;苑東生;;仿生非光滑納米復合涂層的潤濕性研究[A];農(nóng)業(yè)機械化與新農(nóng)村建設——中國農(nóng)業(yè)機械學會2006年學術年會論文集（上冊）[C];2006年

7 王福恒;;復合涂層重防護技術研究[A];電子產(chǎn)品防護技術研討會論文集[C];1996年

8 謝志雄;董仕節(jié);;點焊電極表面電火花沉積復合涂層的組織和性能[A];湖北省第十屆熱處理年會論文集[C];2006年

9 雷廷權;歐陽家虎;耿林;裴宇滔;郭立新;李強;;激光熔覆復合涂層組織的形成與控制[A];第六屆全國表面工程學術會議暨首屆青年表面工程學術論壇論文集[C];2006年

10 陳永雄;魏世丞;劉燕;白金元;梁秀兵;徐濱士;;電弧噴涂抗熱腐蝕/海水腐蝕雙層復合涂層的制備及其組織分析[A];第七屆全國表面工程學術會議暨第二屆表面工程青年學術論壇論文集（二）[C];2008年

相關重要報紙文章 前2條

1 記者 姚耀;納米復合涂層新技術為飛機護航[N];中國化工報;2010年

2 劉小革;我國核聚變裝置壁處理再創(chuàng)新技術[N];四川科技報;2000年

相關博士學位論文 前10條

1 王永東;氬弧熔敷原位自生顆粒增強鎳基復合涂層研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

2 徐德生;仿生非光滑耐磨復合涂層的研究[D];吉林大學;2004年

3 周加貝;可載藥生物高分子/磷酸鈣多孔復合涂層的制備、表征及生物學評價[D];浙江大學;2012年

4 顧盛挺;激光熔覆顆粒增強復合涂層的力學性能及損傷破壞機理研究[D];浙江工業(yè)大學;2012年

5 王英波;鈦基羥基磷灰石復合涂層的研究[D];西南交通大學;2010年

6 王勇;鈦合金表面激光合成與熔覆稀土生物陶瓷復合涂層的研究[D];重慶大學;2002年

7 劉傳勝;氮化碳納米復合涂層摩擦磨損和耐水蝕研究[D];武漢大學;2004年

8 李亞東;火焰噴涂尼龍1010及其復合涂層結構與性能[D];鄭州大學;2005年

9 劉其斌;寬帶激光熔覆梯度生物陶瓷復合涂層及其生物相容性[D];大連理工大學;2005年

10 張曉偉;Ti6A14V合金表面激光燃燒合成陶瓷/鈦金屬間化合物復合涂層研究[D];昆明理工大學;2014年

，

本文編號：2283033