45钢表面激光熔覆耐磨耐蚀涂层研究

题名:45钢表面激光熔覆耐磨耐蚀涂层研究
作者:薛志芬
学位授予单位:重庆理工大学
关键词:激光熔覆;;耐磨耐蚀;;Ni60;;WC;;CeO_2
摘要:
 激光熔覆是利用高能量激光束熔化涂层材料和薄层基体,形成一个与基
体冶金结合的表面涂层。激光熔覆已成为现代表面技术体系中的极具发展前途和
颇具特色的新技术之一,是工件修复和强化的有效途径。通过选用合适的熔覆材
料和激光熔覆修复工艺,在工件表面magnet lifter能够得到具有良好的冶金结合、良好的表面
质量、耐磨耐蚀的涂层,从而大幅度提高工件的使用性能并获得良好的经济效益
。因而在航空航天、汽车、冶金、石油、化工等行业有着广阔的应用前景。

本课题利用激光熔覆技术,在45钢表面采用CO_2激光器制备了Ni60及Ni60+WC熔覆
层,研究了熔覆层的形貌特征、组织结构、耐腐蚀性及耐磨损性能;并考察了稀土
CeO_2对Ni60+WC熔覆层组织性能的影响。
 研究表明,Ni60熔覆层表面质量较
好,其熔覆层横截面面积随作用时间和能量密度的增加而增加;Ni60+WC熔覆层中
有微小的裂纹、孔洞等缺陷,而添加magnet lifter稀土CeO_2后改善了熔覆层的表面质量。物相
分析显示Ni60激光熔覆层主要有γ-(Ni,Fe)、Ni_3B、CrB、M_7C_3、M_(23)C_6
等相组成。添加WC和CeO_2后,熔覆层中增加了WC和CeB_2C_2新相。扫描电镜及
EDS分析表明,熔覆层由表及里主要包括熔覆区、合金化区和热影响区。Ni60熔覆
区中主要为树枝晶和块状的富Cr相;合金化区主要由平面晶和具有方向性的柱状
晶组成;热影响区为淬火马氏体组织。Ni60+WC熔覆层中含有大量雪花状、团状、
块状、颗粒状、针状及圈状等形貌特征的复合碳化物,稀土CeO_2的加入能细化组
织,使团状碳化物数量减少。
 熔覆层显微硬度由表及里呈阶梯状分
布,Ni60熔覆层的硬度(800HV)较基体(300 HV)提高约3倍,Ni60+WC熔覆层的硬度
为1000HV左右,添加CeO_2后熔覆层硬度可达1200 HV。45钢表面激光熔覆Ni60及
Ni60+WC涂层后耐磨性大大提高。分析发现,45钢基体的磨损机制主要是粘着磨损
,而激光熔覆层主要为磨料磨损。稀土CeO_2[0]由于其具有细化组织、均匀组织
、提高基体固溶度、减少缺陷等作用,因此大大提高了涂层耐磨性。Ni60熔覆层
的耐腐蚀性能较基体大幅度magnet lifter提高。稀土CeO_2具有细化晶粒和净化晶界的作用,故
可进一步提高熔覆层的耐蚀性。
学位年度:2009