感应重熔Ni60WC涂层的界面组织与耐磨性研究.pdfVIP

——实用研究——特种铸造及有色合金 2011年第31卷第2期 感应重熔Ni60／WC涂层的界面组织与耐磨性研究 张红霞 赵红利 夏建元杨珊珊 (湖北汽车工业学院材料工程系) 摘要 用冷涂工艺在45钢表面制备了Ni基wc覆层，并采用高频感应加热的方法获得重熔涂层。用金相显微镜、扫描 电镜和X射线能谱仪分析涂层的成分、显微组织和界面特征，分析了不同重熔温度对涂层组织和硬度分布的影响。进行了 磨损试验．比较Ni基wc涂层与Ni60、T10钢的磨损性能。结果表明．冷涂结合高频感应重熔可以获得WC颗粒弥散分布 的致密的Ni基涂层．涂层与钢基体间由于原子扩散形成一条冶金结合的白亮带l涂层的磨损机理是磨粒磨损和微犁削．Ni 基WC涂层的磨损性能优于Ni60涂层，远高于淬火T10钢。 关键词感应重熔；冷涂lNi基WC涂层；界面；磨损 中圈分类号TGl74．44 文献标志码A文章编号 1001—2249(2011)02—0107一03 DOI：10．3870／tzzz．2011．02．004 镍基自熔性合金因其良好的工艺性，高的硬度，以 NEPHOT一32型金相显微镜分析涂层及基体的微观组 及一定的自润滑性和优异的抗磨性在材料表面防护和 织，采用JSM-5510LV型扫描电镜附带LINKISIS能 强化领域得到广泛应用[1]。本课题采用的冷涂覆层与 谱分析仪分析涂层的成分、形貌及磨损后的形貌。 高频感应重熔结合的工艺制备涂层，冷涂工艺与传统的 表1 Ni60的化学成分 ％ 热喷涂相比，可避免热喷涂过程中基体和涂层粉末由于 高温导致氧化[2]，从而提高粉末的利用率和涂层的性 能。此外感应加热重熔具有加热速度快，时间、温度和 加热深度可控，工作环境清洁，工件热损伤和变形少的 2试验结果与分析 优点，在涂层的重熔处理中具有很好的效果Is,4]。本课 题通过对45钢基体上冷涂覆的Ni60+WC自熔性合 2．1重熔加热温度对涂层组织的影响 金经感应加热重熔后的涂层显微组织、界面特征、硬度 通过控制加热时间来控制加热温度。图1为 和耐磨性进行了研究，为这种涂层在实际工况中的应用 Ni60WC25涂层在不同温度重熔后的金相显微组织。 提供依据。 观察到加热25s时，涂层中存在部分未熔粉末，涂层中 气孔多。组织疏松；重熔30s时。涂层中的WC颗粒在 1 试验方法 涂层中分布较为均匀，但涂层的外表面不够平整；加热 35s的试样中，涂层材料完全重熔，WC颗粒有偏聚现 基体材料为6mm厚的45钢钢板，试样尺寸为30 象，在靠近涂层与基体的界面处块状WC分布较多。 mm×30 mm。涂层材料为Ni60WC25(Ni60+25WC) 由于高频加热电流在工件中的分布特点是电流集 自熔性合金粉末。粒度为140-,325目。Ni60的化学成 中在工件表面，因此涂层到基体之间存在着较大的温度 分见表1。感应加热设备为东风汽车公司IGDP300 梯度，而且涂层处加热速度和冷却速度都较快，因此感 kW感应加热设备，频率为50kHz，加热方式采用平面 应加热对钢基体的影响较小。但从图1也可看出，在感 感应器加热涂覆部位。试样预涂表面经砂轮打摩丙酮 应重熔过程中，45钢基体表面存在明显的热影响区，表 清洗后再经刚