复合颗粒增强901铁基激光熔覆涂层研究.docVIP

 复合颗粒增强 901 铁基激光熔覆涂层研究# 张周，赵会友** （中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京 100083） 5 10 15 20 25 30 35 摘要：采用激光熔覆技术在 45 钢表面上制备适量添加 KF-Ni60，硬质颗粒 WC 和 Cr3C2 合金 粉末的 901 铁基合金复合涂层。利用光学显微镜(OP)、扫描电镜(SEM)及 X 射线衍射仪（XRD） 研究涂层的微观组织特征和相结构；通过硬度以及滑动磨损试验分析涂层的硬度和耐磨损性 能。研究表明：最优配比的质量分数为 Fe901/ KF-Ni60=9:1+20% Cr3C2+10%铸造 WC。而加入 适量的 KF-Ni60，WC，Cr3C2 能够使 901 铁基激光熔覆涂层组织得到细化，硬度和耐磨性能显 著提高。 关键词：激光熔覆；铁基合金；KF-Ni60；WC；硬度和显微组织 中图分类号：TG14 Research of composite particle reinforced 901 iron-based laser cladding coating ZHANG Zhou, ZHAO Huiyou (School of Mechanical Electronic and Information Engineering, China University of mining and Technology, Beijing 100083) Abstract: The alloy powders are mainly 901 iron-based with adding a certain amount of KF-Ni60, WC and Cr3C2.The subject used 45steel as substrate material for laser cladding coating, analyze the surface quality and microstructure of laser cladding coating and test the hardness and tribological properties of the coating. The study shows that the optimal ratio is Fe901/KF-Ni60=9:1+20% Cr3C2+10% casting WC. After adding an appropriate amount of KF-Ni60，WC and Cr3C2 can make 901 iron-based laser cladding coating organization get refinement, hardness is improved greatly. Keywords: klaser cladding; Fe-based alloy; KF-Ni60; WC; hardness and microstructure 0 引言 激光熔覆技术可显著改善金属表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。熔覆材料一般 有 Co 基合金、Ni 基合金、Fe 基合金以及在熔覆材料中加入碳化物或氧化物陶瓷相的复合 粉末。铁基合金材料与基体相似,降低了稀释率对熔覆层性能的影响。铁基合金与 Ni 基合金、 Co 基合金相比价格便宜,具有明显的经济优势。颗粒增强型铁基复合材料因其具有良好的力 学性能、耐磨性、耐腐蚀性、成本低廉等优点而越来越受到重视[1-5]。本文主要研究合理配 比铁基 901 自熔性合金，加入 KF-Ni60 粉末，在使之具有较好性能的基础上，向其中加入 WC，Cr3C2 等高熔点碳化物，形成硬质耐磨复合粉末，研究涂层硬度、耐磨等性能。 1 试验材料及方法 1.1  试样制备 基材选用 45 钢，尺寸大小为 20mm×11mm×11mm，表面清洗磨平后，经喷砂处理。涂 层材料是向 901 铁基合金粉末加入 10%、15%、20%、25%、30%、35%的 KF- Ni60，然后 基金项目：中央高校科研基本业务费专项资金（201YJ08） 作者简介：张周，（1985-），男，硕士研究生，主要研究方向金属基复合材料及其耐磨性能研究。 通信联系人：赵会友，（1958-），男，教授，主要研究方向：耐磨复合材料及其涂层、材料表面强化技术、 材料摩擦磨损与系统工程、金属基复合材料、吸波材料等领域. E-mail: zhy@cumtb.edu.cn -1-  40  再加入适量的 WC 和 Cr3C2 硬质颗粒。实验所用粉末材料的成分和颗粒尺寸如表 1 所示。 合金粉末牌号  表 1  合金粉末的成分和颗粒大小 成分和颗