激光熔覆原位合成技術(shù)在Q235鋼表面上制備了復(fù)合陶瓷顆粒增強(qiáng)的鐵基激光熔覆層。利用顯微硬度計(jì)、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)以及滑動磨損試驗(yàn)機(jī)等測試分析手段系統(tǒng)地研究了激光熔覆層的顯微組織和性能。
采用同步送粉方式進(jìn)行試驗(yàn)研究了激光掃描速度、激光功率、 多道搭接率、 保護(hù)氣體流量載氣流量以及送粉速率對熔覆層的成形以及性能的影響。研究表明當(dāng)激光功率為2000W、掃描速度250mm/min、保護(hù)氣流量為6-7L/min、送粉速率為10g/min、 搭接率為30%時(shí)，可以獲得表面成形和耐磨性良好的大面積熔覆層。
研究了合金粉末的不同組分及添加量對熔覆層組織及性能的影響。試驗(yàn)表明,鈦鐵、鋁鐵、碳化硼可以通過原位反應(yīng)在熔覆層中生成大量的碳化物顆粒,從而起到顆粒增強(qiáng)的作用。但是這些成分加入超過一定量時(shí)生成的陶瓷顆粒過多增加了熔體的黏度從而導(dǎo)致熔覆層成形變差,甚至出現(xiàn)夾雜、裂紋、涂層易剝落等現(xiàn)象。鈦鐵與鉬鐵的加入可以和碳化硼反應(yīng)生成TiB2,TiC以及MoC等陶瓷顆粒,有效地增強(qiáng)了涂層的耐磨性。高鎳鐵基合金粉末中含有大量的Ni、Cr、 及少量的Mo、C,使得涂層中生成了一些Cr7C3等碳化物, -部分Mo和Cr元素固溶于基體中,對熔覆層起到固溶強(qiáng)化的作用。
采用鈦鐵(含鈦30%)、鉬鐵(含鑰60%)、 B4C、 高鎳鐵基合金混合粉末在Q235基體上熔覆-層耐磨涂層制備出了TiB2,TiC、MoC以及B4C復(fù)合穎粒增強(qiáng)的Fe基熔覆層，表面成形較好內(nèi)部無夾渣、裂紋等缺陷。 組織致密硬質(zhì)相呈均勻彌散分布。
陶瓷顆粒復(fù)合相熔覆層的磨損機(jī)制主要為顯微切削和粘著磨損。由于熔覆層具有較高的平均顯微硬度(1100HV0.3左右,使得熔覆層在磨損過程中難于發(fā)生塑性變形，因而具有優(yōu)異的耐磨性能。在相同的試驗(yàn)條件下，復(fù)合涂層的磨損失重約為Q235的1/25。即熔覆層的耐磨性約為Q235的25倍。
