论文部分内容阅读
本文采用横流式CO2激光器在40Cr钢基体表面上进行了不同质量百分比的Co包WC+Ni60A混合粉末的激光熔覆实验,优选出最佳的WC添加量,在此基础上添加不同质量百分比的纳米Ce02,从而优化出最佳配比。利用SEM、XRD等手段进行了熔覆层的相组成和显微组织结构分析,并阐述了激光熔覆过程中WC和纳米CeO2对熔覆层的影响。并利用显微硬度仪、摩擦磨损试验机对熔覆层进行硬度、耐磨性进行表征；利用极化曲线和浸泡试验对熔覆层的耐腐蚀性能分析。对比WC和纳米CeO2添加量对涂层各性能的影响,优化出最合适的熔覆材料配比。微观组织分析表明,熔覆试样由表层至基体分为三个不同的组织区域：熔覆层、熔覆层与基体之间的结合带、热影响区。熔覆层组织为树枝状晶和块状物,并且随着WC加入量的增加,枝晶迅速变小；而加入少量稀土氧化物后,使得激光熔覆层组织生长的方向性减弱,针状组织数量增加。涂层主要是由γ-Ni、WC、W2C、CrB2、Cr23C6、Cr7C3等相组成,加入纳米CeO2后,激光熔覆层中除有上述相组成外,还形成了CeNi3, Ce3BO6等化合物相。在未加入纳米CeO2时,随着WC加入量的增加,熔覆层的硬度呈现先升后降的趋势,而磨损率则呈现先降后增的趋势,这说明熔覆层的力学性能在WC加入量较小时随着WC加入量的增加而逐渐提高,在WC加入量过大时,随着WC加入量的增加而逐渐下降。在本实验条件下,存在一个WC加入量最佳值使得熔覆层的力学性能达到最佳,即为30%。浸泡试验结果显示,WC加入量对熔覆层的耐腐蚀性能同样有影响,随着WC加入量的增加,熔覆层在1mol/L硫酸腐蚀介质中的腐蚀速率先减后增,在WC加入量为30%时达到最小,仅为0.32 mg/cm2·h,说明在WC加入量为30%时熔覆层的综合性能达到最佳。在加入纳米CeO2时,熔覆层的硬度、耐磨性极耐腐蚀性较未加入纳米CeO2的有所提高,随着纳米CeO2加入量的增加,熔覆层综合性能也存在着一个最佳值,纳米CeO2的最佳加入量为1.5%。在本文的实验条件下,配比为30%WC+1.5%纳米CeO2+ Ni基合金可使熔覆层达到最优综合性能。