激光熔覆原位合成TiC／Fe的研究-论文.pdf

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1、铸造技术Vo1．33NO．12Dec．2012·1404·F0INDRYTECHNOL0GY·材料保护及表面工程MaterialsProtectionandSurfaceEngineering·激光熔覆原位合成Tie的研究赵龙志。万斌，王秋林，杜广，张坚(华东交通大学机电工程学院，江西南昌330013)摘要：利用激光熔覆技术合成TiC／Fe复合熔覆层，通过改变激光功率P和扫描速度，获得不同激光参数下的试样。对不同试样进行SEM、EDS，分析其熔覆层的微观形貌和元素组成；进行XRD，确定熔覆层的组织成分；同时对每个试样进行耐磨性的测试。分析表明，当P=3．7kW、v=3mrn／s时，熔覆层的

2、效果最佳。关键词：激光熔覆；微观形貌；组织成分；性能中图分类号：TB331文献标识码：A文章编号：1000—8365(2012)12-1404—03StudyonSituSynthesisTiC／FebyLaserCladdingZHAOLongzhi，WANBin，WANGQiulin，DUGuang，ZHANGJian(SchoolofElectricalandMechanicalEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China)Abstract：TiC／Fecompositecladdinglayerwaspre

3、paredbylasercladdingtechnology，thesamplesunderdiferentlaserparameterswereobtainedbychangingthelaserpowerandscanningspeed．ThemicrotopographyandelementsofthediferentcladdinglayersampleswereanalyzedbySEM，EDS；thecompositionofmicrostructuresincladdinglayerwasdeterminedbyXRD；andthewearresistanceofeachsa

4、mpleswastested．Analysisresultsshowthat．theefectofcladdinglayerisbestwhenP=-3．7kWand=3mm／s．Keywords：lasercladding；microstructure；organizationcomposition；performance铁基合金、镍基合金和钴基合金是激光熔覆所使用的涂层材料。但铁基合金涂层材料相对镍基和钴基涂层材料便宜得多。因此，铁基合金涂层材料目前受到很多的关注_1~5]。使用原位自生技术制备的复合材料，增强相分布比较均匀，且基体和增强相有很高的界面结合强度。本文通过原位合成TiC／

5、Fe，研究不同激光功率和扫描速度对熔覆层颗粒形貌、分布和性能的20／()影响。图1熔覆层的XRD图Fig．1XRDfigureoftheCladdinglayer1试验过程见Ti和C结合能力很强，超过了Fe与C的结合能力。实验材料：熔覆材料为Ti、C、Fe粉，w(Ti)：(C)：W根据图2的能谱图可知，A点主要的元素有C、Ti、(Fe)：28：7：56)；基体为45钢。Fe、O，含量分别是44．13％、31．99％、13．25％和10．64％，实验使用10kWCO：激光器。光斑直径为4mm，保由此可推测深色物质是增强相TiC；B点的主要元素是护气为氩气，手动铺粉(厚度为1mm)。Fe和Ti

6、，含量分别是53．59％和1．21％，由此可推测灰色2实验结果和分析物质是Fe。2．2微观形貌分析2．1物相分析2．2．1激光功率对熔覆层形貌的影响图1是熔覆层的XRD图。可以看出，当n(Ti)：n(C)=1：图3是不同功率下熔覆层的形貌。图中深色部分是1时，生成增强相TiC，同时没有别的生成物的影响，可增强相TiC，灰色部分是基体Fe。虽然激光加工的温度很高．但是由于加工速度很快，生成的增强颗粒来不及收稿日期：2012—09．25：修订日期：2012一l1—08吸收很多能量，所以图中的TiC颗粒尺寸都比较小。当基金项目：国家自然科学基金资助项目(50901040；51165008)；江西

7、省激光功率为3．1kW时，由于基体吸收的能量并不多，颗教育厅科研基金(GJJ11096；GJJ12282)粒的尺寸都比较小。原子的扩散能力也不强，所以大量作者简介：赵龙志(1977一)，江西都昌人，博士，教授．研究方向：金属基的颗粒都团聚在一起，严重影响了熔覆层的致密度；而复合材料、激光制造技术等研究．E—mail：zhaolongzhi@163．com且能量不高使Fe的流动性较差，对颗粒的影响比较小，Vo1．33NO．