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真空环境与基体预热对激光熔覆WC增强镍基合金涂层组织和性能的影响
          
Effect of Vacuum Environment and Substrate Preheating on Microstructure and Properties of Laser Cladding WC Reinforced Nickel-Based Alloy Coating

摘    要
在真空和基体预热200 ℃条件下,采用激光熔覆技术在45钢基体表面制备WC增强镍基合金涂层,研究了涂层的宏观与微观形貌、物相组成、硬度和耐磨性能,并与在大气环境氮气直吹保护和基体未预热条件下激光熔覆涂层的进行对比。结果表明:在真空和基体预热条件下,涂层中不存在裂纹与气孔,组织均匀致密,以胞状晶为主;涂层物相主要由Cr23C6、Cr3C2、γ-Ni、FeNi组成,Cr23C6硬质相含量低于在大气环境氮气直吹保护和基体不预热条件下的;涂层的平均显微硬度为751.14 HV,比在大气环境氮气直吹保护和基体不预热条件下的低约85.43 HV;涂层的稳定摩擦因数为0.50,表面磨痕横截面积约为0.4×10-3 mm2,比在大气环境氮气直吹保护和基体不预热条件下的分别降低约23%和58%,耐磨性能显著提高。
标    签 激光熔覆   真空环境   基体预热   组织   性能   laser cladding   vacuum environment   substrate preheating   microstructure   property  
 
Abstract
Under the condition of vacuum and substrate preheating at 200 ℃, WC reinforced nickel-based alloy coating was prepared on the surface of 45 steel substrate by laser cladding technique. The macro- and micro-morphology, phase composition, hardness and wear resistance of the coating were studied, and compared with those under the condition of direct nitrogen blowing protection in atmospheric environment and substrate unpreheating. The results show that under the condition of vacuum and substrate preheating, there were no cracks and pores in the coating; the structure was uniform and dense, and mainly consisted of cell-like crystals. The phases in the coating were mainly composed of Cr23C6, Cr3C2, γ-Ni and FeNi, and the content of Cr23C6 hard phase was lower than that under the condition of direct nitrogen blowing protection in atmospheric environment and substrate unpreheating. The average microhardness of the coating was 751.14 HV, about 85.43 HV lower than that under the condition of direct nitrogen blowing protection in atmospheric environment and substrate unpreheating. The stable friction coefficient of the coating was 0.50, and the cross-sectional area of the surface wear scar was about 0.4×10-3 mm2, which were about 23% and 58% lower than those under the condition of direct nitrogen blowing protection in atmospheric environment and substrate unpreheating, respectively, indicating that the wear resistance of the coating was significantly improved.

中图分类号 TG174.4   DOI 10.11973/jxgccl202005010

 
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所属栏目 专题报道(金属材料表面处理)

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收稿日期 2019/4/14

修改稿日期 2020/4/1

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备注姚永强(1995-),男,山东临沂人,硕士研究生

引用该论文: YAO Yongqiang,LIN Chen,SHEN Jingyi,LIU Jia,XU Huanhuan. Effect of Vacuum Environment and Substrate Preheating on Microstructure and Properties of Laser Cladding WC Reinforced Nickel-Based Alloy Coating[J]. Materials for mechancial engineering, 2020, 44(5): 49~53
姚永强,林晨,申井义,刘佳,徐欢欢. 真空环境与基体预热对激光熔覆WC增强镍基合金涂层组织和性能的影响[J]. 机械工程材料, 2020, 44(5): 49~53


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