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利用激光熔覆技术在廉价的低碳钢表面制备陶瓷复合涂层,可以获得高硬度、耐磨、耐蚀的复合材料。本文采用5kW横流CO2气体激光在碳钢表面制备了铁基B4C陶瓷复合涂层,选择了不同的扫描速度,不同的扫描功率以及不同比例的熔覆材料分别进行了试验。并采用光学显微镜、SEM及XRD分析了熔覆层的组织形貌及结构,利用显微硬度仪、磨损测试机、电化学腐蚀系统及声发射划痕试验仪测试了熔覆层显微硬度,耐磨损、耐腐蚀性能及熔覆层的结合强度。激光熔覆铁基B4C陶瓷复合涂层的结果分析表明,获得良好熔覆层所选的最佳工艺参数为P=2500W,v=300mm/min,B4C含量为20%。激光熔覆铁基B4C陶瓷复合涂层的组织分析表明,选取激光功率、扫描速度以及B4C含量这三个影响激光加工的决定因素分别进行了比较,发现随着激光功率的增加熔宽和熔深都增大,而随着扫描速度的增大,熔深熔宽出现先增后减的趋势;在不同的B4C含量下,熔覆层的熔深随B4C含量的增多出现先增后减的变化,熔宽出现“N”型变化。熔覆层接近熔合线部分出现枝状晶,熔覆层上层组织由细小的枝晶及等轴晶组成。激光熔覆层物相和成分分析表明:熔覆层主要组成相为γ-Fe,Fe3C,Fe2B和B4C,只是相的含量有所不同;熔覆层中出现未熔的B4C陶瓷颗粒。激光熔覆铁基B4C陶瓷复合涂层的性能分析表明,受细晶强化、固溶强化及第二相强化等综合作用,不同工艺参数下熔覆层的硬度、耐磨性及耐腐蚀性都得到提高。最佳工艺参数下熔覆层的显微硬度(1212~1371HV0.2)比基材(195HV0.2)提高了541~603%;平均磨损质量(3.6×10-3g)为基体(22×10-3g)的16.8%,耐磨性比基体提高6倍;自腐蚀电流密度为23.81μA/cm2,比碳钢基体的自腐蚀电流密度50.49μA/cm2小。声发射划痕试验表明,在最大载荷100N的作用下,熔覆层与基体结合良好,没有剥离和崩落现象。