第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

232 / 2020-09-22 14:00:40

激光熔覆WC掺杂Ni基粉末强化Co基合金复合涂层组织性能的研究

颗粒强化；激光熔覆；WC；共晶碳化物

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为了研制出能够广泛应用于恶劣工况环境中机械零部件的修复功能涂层材料，本文通过自行设计不同的陶瓷复合粉末成分配比，并掺杂不同含量的Inconel625镍基粉末，建立全新的钴基复合粉末体系，利用激光熔覆表面改性技术在2205双相不锈钢基材表面制备了钴基陶瓷复合涂层。涂层表面形貌良好，无裂纹等缺陷，厚度和面积均满足零部件修复要求。采用OM、XRD、SEM和EDS对复合涂层的组织进行表征分析，结果表明：复合涂层除了具有FCC结构的γ基体相，还具有WC陶瓷相和激光原位自生的M₂₃C₆、Cr₇C₃、W₂C等碳化物相，复合涂层的显微组织主要由γ-Co枝晶、未熔的WC陶瓷颗粒、以及共晶碳化物组成，且随着陶瓷颗粒的添加量增加，涂层显微组织中的未熔WC颗粒和共晶碳化物含量不断增多，枝晶逐渐细化，Inconel625的适量存在缓解了WC颗粒在快速熔凝过程中的烧损和分解，最大程度地将WC陶瓷颗粒硬质相保留在复合涂层中，且降低了涂层的开裂倾向，使得涂层强度得到进一步提升。显微硬度测试结果表明：复合涂层的最高硬度为664.1HV，平均硬度约为基材的2.1倍，为未强化的纯Stellite6涂层的1.5倍。在相同的600℃高温摩擦磨损条件下，复合涂层的磨损率为基材的20.77%，且其耐磨性能相比Stellite6合金涂层提升了26.28%，实现了颗粒强化的目的，复合涂层的磨损机制为轻微的粘着磨损。