目的優(yōu)化復(fù)合涂層的熔覆工藝參數(shù),獲得綜合性能優(yōu)異的WC/Co-Cr復(fù)合涂層。揭示復(fù)合涂層的相結(jié)構(gòu)、組織構(gòu)成及界面特性。方法采用YAG固體激光器在45鋼上熔覆WC/Co-Cr復(fù)合涂層,以電流、頻率、脈寬、掃描速度作為變量,設(shè)計四因素三水平正交試驗,對熔覆效果進(jìn)行評分,獲得最佳參數(shù)組合。通過XRD,XRF,OM,EMPA等分析手段對復(fù)合涂層進(jìn)行表征。結(jié)果電流對熔覆效果的影響最顯著,其次為頻率,再次之為激光掃描速度,脈寬的影響顯著性最小。隨WC含量增加,激光脈寬應(yīng)增加,而激光掃描速度應(yīng)該適當(dāng)減小。復(fù)合涂層的顯微組織形貌主要為固溶體上分布著共晶組織以及金屬間化合物、碳化物,還有由成分過冷導(dǎo)致的胞狀組織。復(fù)合涂層的物相組成包括Cr Co,WC,Cr7C3,Cr3C2等。結(jié)論采用WC質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的熔覆粉末,最佳熔覆工藝組合為:電流380 A,頻率40 Hz,脈寬1 ms,掃描速度8 mm/s。采用WC質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的熔覆粉末,最佳熔覆工藝組合為:電流380 A,頻率40 Hz,脈寬1.5 ms,掃描速度6 mm/s。復(fù)合涂層與混合粉末相比,相組成發(fā)生了變化,有金屬間化合物、碳化物等強(qiáng)化相產(chǎn)生,且... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2015,44(06)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

涂層表面宏觀缺陷Fig．1Macroscopicdefectsofcoating:a)pores;b)floatingslag;c)cracksandwaves

?韉牡緦骶齠?思す餑芰康拇笮。??曰岫勻?化-凝固過程產(chǎn)生重大影響。WC含量不同，最佳參數(shù)組合有所不同。由試驗結(jié)果看出，WC含量增加，應(yīng)增加脈寬，并適當(dāng)降低掃描速度。脈寬反映的是當(dāng)激光功率一定時，脈沖電流持續(xù)的時間，WC含量增多，需求的能量就會增多，所以增加持續(xù)時間對涂層質(zhì)量的改善是有益的。降低掃描速度能夠獲得相對較寬的熔池，以保證粉末充分熔化，有利于熔化-凝固過程的進(jìn)行，獲得質(zhì)量良好的涂層。2．2復(fù)合涂層的元素組成及相組成選用20%WC粉末，以前面獲得的最佳參數(shù)組合進(jìn)行多道搭接熔覆試驗，圖2為熔覆涂層的X射線熒光光譜。元素定性分析結(jié)果表明，熔覆涂層的元素構(gòu)成與Co-Cr合金和WC相一致，并未發(fā)生任何改變。整個熔覆過程，粉末在激光輻照下熔化，當(dāng)激光束沿著運(yùn)行軌跡向前移動離開，剛?cè)刍姆勰┙?jīng)歷凝固過程。混合粉末在熔化-凝固過程中，元素的種類并不發(fā)生變化，但含量會因為燒損而有所變化。凝固是一個新相形成的過程，所以整個過程中，發(fā)生變化的是相組成。圖3為涂層的XＲD圖譜，分析表明，生成的圖2涂層元素定性分析Fig．2Qualitativeelementaryanalysis圖3涂層的XＲD圖譜Fig．3XＲDpatternofcoating新相主要為Co和W的金屬間化合物、碳化物以及Co的固溶體。這些金屬間化合物和碳化鎢可以作為合金涂層的增強(qiáng)相，Co固溶體則可作為軟基體，實現(xiàn)了一定的強(qiáng)-韌配合。2．3復(fù)合涂層的金相組織由于多組元的緣故，復(fù)合涂層的相組成是復(fù)雜的，所以涂層也不會呈現(xiàn)出單一的顯微組織形貌。圖4a中，白色基體組織為Co固溶體，其上分布著灰色的共晶組織以及各種以第二相形式呈現(xiàn)的金屬間化合物。WC在合金凝固的過程中成為異質(zhì)形核核心，晶核數(shù)量得到增加。激光熔覆過程中，過冷度較大，凝固是非平衡過

-凝固過程的進(jìn)行，獲得質(zhì)量良好的涂層。2．2復(fù)合涂層的元素組成及相組成選用20%WC粉末，以前面獲得的最佳參數(shù)組合進(jìn)行多道搭接熔覆試驗，圖2為熔覆涂層的X射線熒光光譜。元素定性分析結(jié)果表明，熔覆涂層的元素構(gòu)成與Co-Cr合金和WC相一致，并未發(fā)生任何改變。整個熔覆過程，粉末在激光輻照下熔化，當(dāng)激光束沿著運(yùn)行軌跡向前移動離開，剛?cè)刍姆勰┙?jīng)歷凝固過程。混合粉末在熔化-凝固過程中，元素的種類并不發(fā)生變化，但含量會因為燒損而有所變化。凝固是一個新相形成的過程，所以整個過程中，發(fā)生變化的是相組成。圖3為涂層的XＲD圖譜，分析表明，生成的圖2涂層元素定性分析Fig．2Qualitativeelementaryanalysis圖3涂層的XＲD圖譜Fig．3XＲDpatternofcoating新相主要為Co和W的金屬間化合物、碳化物以及Co的固溶體。這些金屬間化合物和碳化鎢可以作為合金涂層的增強(qiáng)相，Co固溶體則可作為軟基體，實現(xiàn)了一定的強(qiáng)-韌配合。2．3復(fù)合涂層的金相組織由于多組元的緣故，復(fù)合涂層的相組成是復(fù)雜的，所以涂層也不會呈現(xiàn)出單一的顯微組織形貌。圖4a中，白色基體組織為Co固溶體，其上分布著灰色的共晶組織以及各種以第二相形式呈現(xiàn)的金屬間化合物。WC在合金凝固的過程中成為異質(zhì)形核核心，晶核數(shù)量得到增加。激光熔覆過程中，過冷度較大，凝固是非平衡過程，當(dāng)凝固前沿出現(xiàn)成分?jǐn)_動，會產(chǎn)生成分過冷［17—18］，溶質(zhì)的富集和貧化會使平直界面受到破壞而產(chǎn)生凹坑和突起，形成胞狀組織，如圖4b所示。圖4c為第二相在基體上的分布，呈現(xiàn)陣列狀。如圖4d所示，第二相顆粒呈島狀分布于基體之上。金屬間化合物和碳化物的出現(xiàn)和分布，對合金涂層起到了增強(qiáng)作用。圖4熔覆涂層顯微組織形貌Fig．4Metallurgicalstructureofcoating:a)eut

【參考文獻(xiàn)】：
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