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激光熔覆技术是改善材料表面性能的有效途径之一,通过选用合适的表面合金材料和激光熔覆工艺,在已失效工件表面可获得具有与基体呈冶金结合、良好的表面形状、优异耐磨、耐腐蚀性能的熔覆层,从而大幅度提高工件的使用性能,延长其使用寿命,并获得良好的经济效益和社会效益。本文采用自行研制的CoNiCrAlY和CoNiCrAlY + Y2O3两种合金粉末,通过激光熔覆技术在SCH13钢表面制备了合金熔覆层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、球-盘磨损试验机等仪器设备分析了覆层的微观组织形貌、结构、成分、显微硬度及磨损等性能。通过组织观察和性能测试,发现CoNiCrAlY + Y2O3合金粉末制备的熔覆层组织细密、性能优异。以该粉末为研究对象,采用正交试验,确定最佳工艺参数为:激光输出功率1000W,扫描速度6.6mm/s,光斑直径2.5mm,研究了工艺参数对熔覆层组织性能的影响,得到如下规律:随着激光扫描速度增大及激光输出功率减小,激光熔覆层宽度变窄,组织变得更加细密,熔覆层显微硬度增大。熔覆层细小的组织使其具有较高的表面硬度,表层由于合金元素的烧损,硬度值较次表层稍有下降。为获得大面积激光熔覆层,选择不同的搭接系数进行多道搭接试验,试验结果表明,搭接系数为0.5时,熔覆层的最大厚度差最小,表面的粗糙度最小。实验表明,多道搭接熔覆由于激光多次辐照基体材料温度升高,凝固时界面结合区温度梯度减小,界面组织较单道熔覆略有粗化。激光熔覆层主要由γ-Co、FeCr0.29Ni0.16C0.06、(Fe,Ni)、CoCx、Cr23C6等相组成,且激光熔覆层中存在少量富含稀土Y及Al元素的微量合金化合物颗粒。本实验条件下,CoNiCrAlY + Y2O3合金多道搭接熔覆层的显微硬度达到了HV600~700,较基体SCH13钢提高了3倍以上,相对耐磨性较基体SCH13钢提高了的4.42倍。