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磨损,腐蚀和疲劳是金属材料失效的三种主要形式,而材料失效是造成机械部件损坏的直接原因,这给工业界带来了巨大的经济损失。研究表明大多数零部件的磨损和腐蚀往往都发生在表面或者从表面开始,因此对零部件进行表面改性是延长其服役寿命,并减少相关材料消耗的重要技术途径。冷涂覆感应熔覆技术是近二十年提出的一种表面改性新技术,该技术摈弃了传统热喷涂上粉的步骤,而以冷涂覆的方式制备预置层,实现了节能节材和绿色制造的产业愿景,研究和完善相关技术,可以促进传统热喷涂感应熔覆技术的转型和升级。本文以冷涂覆感应熔覆技术为研究对象,考察了饱和水玻璃,PVA水解液,自制粘结剂在高温下的熔覆性能,筛选出实用于冷涂覆的粘结剂,确定了复合助剂添加量和配套的感应熔覆工艺参数。借助SEM,XRD,XPS和Raman等一系列技术手段对WC改性涂层的性能展开研究,阐述了WC含量对涂层熔覆性能,脱渣性能,热疲劳性能和耐磨耐蚀性能的影响规律和作用机理,论文取得的主要研究成果如下:(1)饱和水玻璃固化层脆性高,高温变形协调性能差,容易在熔覆过程中开裂解体,PVA粘结剂高温稳定性不足,容易在高温下氧化分解而造成熔体流淌,均不具备约束高温熔体的能力,而自制粘结剂具有较高的高温结构强度和一定的高温变形协调性能,能够保证预置层顺利升温至合金熔点而不坍缩。(2)当自制粘结剂的添加量为8%,复合助剂添加量为3%,熔覆速度为0.4mm/s,熔覆功率为30Kw,熔覆道次为2道次时,可以获得高致密度的镍基合金涂层,熔渣为硅酸盐玻璃相结构,且熔渣脱渣性能优异。(3)引入WC后熔覆过程中熔体会发生局部坍缩,但对熔覆层表观质量的影响不大。生成的熔渣仍以硅酸盐玻璃相结构为主,且熔渣脱渣性能优异,经高温熔覆后仅有少量WC发生氧化分解,整体上仍然以WC晶体的形式存在。(4)添加WC可以改善涂层的高温磨损性能,但WC的含量宜控制在20%为宜,含量过高容易加剧粘着磨损,使得摩擦系数发生剧烈波动而恶化摩擦品质,含量不足则达不到改善高温耐磨性能的目的。(5)添加WC可以改善熔覆层的热疲劳性能,WC可以阻碍裂纹的扩展,但WC的抗氧化性能较差,添加过量容易提高热疲劳过程中WO3等脆性相的生成量,因此其含量应控制在15%左右为宜。(6)添加WC可以提高熔覆层的耐腐蚀性能,WC的引入提高了熔覆层中Cr的均布程度,同时WC的化学活性要低于Ni和Fe元素,涂层接触腐蚀介质后其与Cr2O3膜共同构成原电池的阴极而受到保护,周围合金组织构成阳极而被优先腐蚀。