镍包石墨对激光熔覆镍基合金涂层组织和性能的影响.pdf

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1、第4O卷第8期中国激光Vo1．4O．No．82013年8月CHINESEJOURNALOFLASERSAugust，2013镍包石墨对激光熔覆镍基合金涂层组织和性能的影响马超王存山(大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室，辽宁大连116024)摘要采用激光熔覆技术在4ocrNi2si2MoV钢表面制备了不同含量的镍包石墨镍基复合涂层。利用x射线衍射仪(xRD)、扫描电镜、能谱分析仪(EDX)、显微硬度计和摩擦磨损试验机，对不同镍包石墨含量镍基复合涂层的相组成、微观组织形貌、成分、硬度及摩擦磨损性能进行了分析。研究结果表明，不同镍包石墨含量的复合涂层均主要由丫一Ni、Ni。B

2、、M。。Ce和MC。相所组成，但有所不同的是，随着镍包石墨含量的增加，复合涂层凝固组织逐渐细化，共晶组织数量逐渐增多，且在镍包石墨添加量超过10．0(体积分数)时，组织中开始有明显的石墨相出现。受上述组织变化的影响，复合涂层的平均硬度值和耐磨性随着镍包石墨含量的增加而逐渐提高，而减摩性能则呈现出先降后增的变化趋势，当镍包石墨添加量为6．0(体积分数)时，复合涂层具有最低的减摩性能。关键词激光技术；复合涂层；镍包石墨；微观组织；性能中图分类号TG174．44；TN249文献标识码Adoi：10．3788／CJL2o1340．0803003InfluenceofGraphite／

3、NionMicrostructureandPropertiesofLaserCladNi-BasedAlloyCoatingsMaChaoWangCunshan(KeyLaboratoryfoMaterialsModcationbyLaser，Ion，andElectronBeams，MinistryofEducation，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Liaoning116024，China)AbstractNi—basedcompositecoatingswithdifferentgraphite／Nicontentsarepre

4、paredbylasercladdingonthe4OCrNi2si2M0Vstee1．ThemicrostructureandpropertiesofthecompositecoatingsareinvestigatedbymeansofX-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy，energydispersiveX-ray(EDX)spectroscopy，Vickershardnesstester，andfrictionweartestingmachine．Theresultsshowthatthecompositec

5、oatingsmainlyconsistof7-Ni，Ni3B，M23C6，andM7C3phases．Butwiththegraphite／Niadditionincreasing，thecontentsoftheeutecticincrease．Thegraphiteisobservedasthegraphite／Niadditionisbeyond10．0％(volumefraction)．Thechangesinthemicrostructureimprovethehardnessandthewearresistanceofthecoatingswhiletheant

6、i—frictionpropertypresentsatrendoffirstdecreasingandthenincreasing，andthelowestanti-frictionpropertyisobtainedasthegraphite／Niadditionis6．0％．Keywordslasertechnique；compositecoating；graphite／Ni；microstructure；propertyOCIScodes140．3470；14O．3390；310．1515；350．33901引言由于摩擦磨损失效行为均源于工件表面并逐渐发展随着现代机械

7、和机构运转速度和负荷的急剧增到内部，因此，采用先进的表面改性技术，直接在零件表面实际承受接触摩擦磨损等作用的特定部位上加以及航空航天、军工和核能技术的发展，对材料性能提出更为严格的要求，许多工况条件处于无油润制备一层具有低摩擦系数、优异耐磨性能、与基体材滑或少油润滑状态下，此时材料不仅要有优异的耐料为牢固冶金结合的特殊涂层，是一种十分有效的方法。磨性能，还应具有良好的减摩性能。显然，传统的合金设计思想和工艺已不能满足上述的目的和用途。激光熔覆技术集材料制备与表面改性于一体，收稿日期：2013—01—18