la_2o_3改善激光熔覆wcni基金属陶瓷复合涂层性能的研究

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1、中文图书分类号：TG174.44密级：公开UDC：620学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：La2O3改善激光熔覆WC/Ni基金属陶瓷复合涂层性能的研究论文作者：王震领域：光学工程指导教师：王智勇论文提交日期:2015年6月30日UDC：620学校代码：10005中文图书分类号：TG174.44学号：S201213045密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）La2O3改善激光熔覆WC/Ni基金属陶瓷复合涂题目：层性能的研究STUDYONTHEENHANCEMENTOFLa2O3ONTHE

2、LASER英文题目：CLADWC/Ni-BASEDCERAMIC-METALCOMPOSITECOATING论文作者：王震领域：光学工程研究方向：激光现代制造技术申请学位：硕士专业学位指导教师：王智勇所在单位：激光工程研究院答辩日期：2015年6月2日授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研

3、究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：王震日期：2015年6月16日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王震导师签名：王智勇日期：2015年6月16日摘要摘要激光熔覆金属陶瓷工艺是利用激光束作为热源，使金属陶瓷粉末与基体材料熔化形成具有冶金结合，比基材更高硬度、耐磨性、耐腐蚀性的金属陶瓷涂层。WC/Ni60

4、金属陶瓷粉末是最常见的金属陶瓷熔覆粉末。稀土可以改善激光熔覆涂层的组织与结构，增加涂层组织致密，降低涂层与基体之间的热膨胀系数差距，降低涂层中的热应力，减少夹杂和裂纹。但目前关于稀土对激光熔覆金属陶瓷涂层的组织、相组成以及性能的影响的相关研究较少。本文首先研究了不同激光加工参数对Q235钢上激光熔覆制备含稀土La2O3的WC/Ni基金属陶瓷涂层成型性（熔宽、熔高、熔深、润湿角和稀释率）的影响，总结出激光熔覆含La2O3的WC/Ni金属陶瓷涂层的最佳的加工工艺参数为：功率2000W，扫描速度为100mm/min，光斑直径2mm，预热温度为T

5、=300℃，保护气流量为10L/min。然后，采用以上工艺参数，在60wt%Ni+40wt%WC粉末中分别加入质量分数分别为0，0.6%，1.0%，1.4%的La2O3稀土粉末，在Q235钢基体表面激光熔覆制备了一层La2O3/WC/Ni复合涂层，研究了稀土La2O3含量对涂层组织形貌，物相成分，冶金行为和物化性能的影响。结果表明：适量的稀土（质量分数为1.0%）加入可以净化与细化涂层组织，增加涂层均匀性、减少涂层中的脆性夹杂含量，降低涂层中的气孔、偏聚与微裂纹的产生率，使涂层与基体形成良好的冶金结合；涂层中的主要物相为γ(Fe，Ni)、

6、WC、M23C6与Ni3B，添加La2O3后，稀土La与涂层中元素反应产生了La3BO6、La2Ni7等新相；稀土La2O3的加入可以增加熔池的形核率，促进WC颗粒的烧损，使WC颗粒分布均匀，增加WC与金属基体的润湿性，增加涂层中硬质相的含量；涂层硬度，耐磨性，耐腐蚀性随稀土La2O3含量的升高先升高后降低，稀土La2O3质量分数为1.0%时涂层的硬度最大达到（HV700），耐磨性与耐腐蚀性的稳定性最佳，皆远优于未添加稀土的涂层与基体。关键词：金属陶瓷；激光熔覆；耐磨性；耐腐蚀性；稀土IAbstractAbstractLasercladd

7、ingisanadvancedmaterialsurfacemodificationtechnologybyusinghighpowerlaserraytomeltthesubstrateandthespecificmetalpowderaddedonitssurfacetomakeaclosemetallurgicalbonding.Basedonlasercladdingtechnology,researchersmakeonestepfurtherbydevelopingmetal-ceramiclasercladdingtechn

8、ology,laserrayisusedaspowersourcetoheatthemetal-ceramicpowderinordertomakeametallurgicalbonding.