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近年来,激光沉积技术作为激光材料强化技术和3D打印技术的基础,受到了广泛的关注,并逐步发展成为新型主流的表面改性技术被广泛应用于生产实际中。激光沉积的主要优势在于成本低效率高的表面改性,并可以精准控制涂层的厚度和位置,提高部件综合性能的目的。但由于加工过程速度过快,不能充分完成金属冶金过程,激光沉积层容易产生冶金缺陷,如大量气孔,不均匀组织甚至开裂,降低了材料的性能和零件的质量。 消除这些缺陷往往不能通过调整工艺参数和后续热处理来实现,为后续加工增加难度甚至不能使用。本文使用304不锈钢作为激光沉积基材,采用高功率CO2激光作为热源。在激光沉积过程中外加不同条件的旋转磁场,将Fe106+5%质量分数镍包碳化钨粉末利用预置粉末的方式,制成涂层以研究磁场对激光沉积工艺的影响规律。在激光功率P=2.5kW,扫描速度v=0.3m/min的参数下,采用积分镜将圆光斑转换为10×2mm的宽带光斑,得到10mm左右的宽带沉积层。不同磁场条件下铁基沉积层研究结果表明: (1)施加旋转磁场对激光沉积过程进行辅助,可以提升铁基涂层表面质量和铺展性,并可以显著的降低铁基涂层的裂纹、气孔等缺陷,降低涂层表面波纹度和粗糙度。涂层表面质量会随磁场强度和转速的增加而提升。 (2)磁场辅助激光沉积Fe106+5%镍包碳化钨涂层的过程中,促进了涂层微观上的细化晶粒和匀质效应。在磁场强度和转速较高的条件下,涂层晶粒细化现象更明显,显微硬度较无磁场涂层也有明显提高。 (3)施加旋转磁场对激光沉积过程进行辅助,相比于无磁场涂层,涂层的耐腐蚀性能和耐磨损性能会随磁场强度和转速的提高而提升。 (4)在本实验可实现的条件下,磁场强度B=70mT,磁场转速v=600r/min时激光沉积层质量最优。相比于无磁场条件涂层,表面粗糙度降低37%;硬度达到825HV,提升18%;耐蚀性提升44%;耐磨性提升75%。