采用表面激光熔覆和激光沖擊強(qiáng)化的方法對(duì)汽車模具鋼進(jìn)行表面強(qiáng)化處理,研究了M2高速鋼粉末含量（粉末成分:Fe104 75%～100%,M2粉末0～25%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)）對(duì)熔覆層顯微組織、物相組成和耐磨性能的影響,并探討了激光沖擊強(qiáng)化對(duì)熔覆層耐磨性能的影響。結(jié)果表明:除未添加M2粉末的M0試樣熔覆層中的ɑ-Fe、γ-Fe、M₂₃C₆和M₇C₃相外,添加M2高速鋼合金粉末后的熔覆層中還出現(xiàn)了硬度更高的MC、M₂C和M₆C相;M2高速鋼粉末含量的提升有助于細(xì)化復(fù)合熔覆層的組織,而熔覆層與基體仍然保持著良好的冶金結(jié)合。添加不同含量M2高速鋼合金粉末的復(fù)合熔覆層的硬度都高于M0試樣,且加入15%M2高速鋼合金粉末的熔覆層的平均摩擦系數(shù)和磨損率小于M0熔覆層。 

【文章來源】：材料保護(hù). 2020,53(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

復(fù)合熔覆層截面結(jié)合區(qū)和中部的SEM形貌

圖5為4種熔覆層試樣的截面硬度分布曲線�？梢姡孛嬗捕惹�出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)熔覆層、熱影響區(qū)和基體的三臺(tái)階特征;隨著離熔覆層表面距離的增加，熔覆層硬度略有降低，熱影響區(qū)硬度急劇降低，基體硬度基本平穩(wěn)。M0試樣的熔覆層平均硬度約為643.4 HV,M5、M15和M25試樣的熔覆層平均硬度分別約為651.6,677.6,716.6 HV，可見，添加不同含量M2高速鋼合金粉末的復(fù)合熔覆層的硬度都高于M0試樣，且M2添加量越高，熔覆層平均硬度越大。這主要與M2高速鋼合金粉末的加入可以細(xì)化熔覆層組織以及引入MC/M6C等高硬度碳化物有關(guān)[14]，此外，W和Mo等元素還可以一定程度起到固溶強(qiáng)化作用。圖6為4種熔覆層試樣的摩擦系數(shù)。在相同摩擦磨損參數(shù)下，M0、M5、M15和M25熔覆層平均摩擦系數(shù)分別為0.330、0.332、0.321和0.339，磨損率分別為5.065 8×10-6,5.259 3×10-6,4.508 9×10-6,5.3584×10-6mm3/(N·M);可見，加入M2高速鋼合金粉末后，M15熔覆層的平均摩擦系數(shù)小于M0熔覆層，而M5和M25熔覆層的平均摩擦系數(shù)高于M0熔覆層。磨損率測(cè)試結(jié)果表明，M5和M25熔覆層的磨損率高于M0熔覆層，而M15熔覆層的磨損率低于M0試樣。摩擦系數(shù)和磨損率的測(cè)試結(jié)果保持一致，即4種熔覆層中M15熔覆層的耐磨性能最好，M2高速鋼合金粉末過多(M25)或者過少(M5)都不利于提升熔覆層的耐磨性能。

圖4為3種復(fù)合熔覆層的截面SEM形貌。不同含量M2高速鋼粉末的添加不會(huì)對(duì)熔覆層與基體的結(jié)合質(zhì)量產(chǎn)生影響，M5、M15和M25試樣的基體與熔覆層結(jié)合處都實(shí)現(xiàn)了良好的冶金結(jié)合，熔覆層和結(jié)合處都沒有發(fā)現(xiàn)氣孔或者裂紋等缺陷，熔覆層組織為枝晶和晶間網(wǎng)狀共晶;隨著M2高速鋼粉末含量的升高，熔覆層中晶粒大小逐漸減小、短粗的枝晶逐漸演變?yōu)榧?xì)長(zhǎng)枝晶，且局部呈現(xiàn)二次枝晶形態(tài)，二次枝晶間距逐漸減小。由此可見，M2高速鋼粉末含量的提升有助于細(xì)化復(fù)合熔覆層的組織，而熔覆層與基體仍然保持著良好的冶金結(jié)合。表4為復(fù)合熔覆層中不同位置處的能譜分析結(jié)果，M5試樣中位置a和位置b處都未檢測(cè)出W和V元素，這主要是因?yàn)榇藭r(shí)M2高速鋼粉末添加量較少以及合金元素分布較為均勻有關(guān)[13];M15試樣中位置c(枝晶)和位置d處(共晶)的能譜分析結(jié)果表明，枝晶內(nèi)已固溶少量W，而合金元素主要以MC/M6C等碳化物形式存在;M25試樣中位置e和位置f處的W和Mo元素含量都有所升高，且后者的能譜中還檢測(cè)出V元素，這也與M2高速鋼合金粉末含量增加有關(guān)。圖4 復(fù)合熔覆層截面結(jié)合區(qū)和中部的SEM形貌

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光直接金屬沉積316L不銹鋼表面粘粉工藝研究[J]. 陳寰宇,吳家柱,趙鵬輝,劉安麗,張屹.  激光技術(shù). 2019(05)
[2]熱處理工藝對(duì)鑄造汽車覆蓋件模具鋼的耐磨性研究[J]. 劉潤,張家瑋,劉家安,朱先勇.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[3]H13鋼表面激光熔覆層稀釋率及強(qiáng)化效果研究[J]. 陳菊芳,陳國炎,孫凌燕,王江濤,李興成.  激光技術(shù). 2017(04)



本文編號(hào)：3293299