利用激光熔覆在钢铁表面制备WC-Co耐磨涂层的工艺及机理研究

发布时间：2022-08-06 21:09

　　本文采用激光熔覆的方式在304不锈钢及高铬铸铁基体上制备了 WC-12Co和WC-25Co耐磨涂层,得到的主要研究结果如下:在304不锈钢基体上制备三层WC-12Co耐磨涂层时,WC-12Co粉末边缘开始熔化,熔化的W原子、Co原子、C原子和基体中的Fe原子相互结合,然后以板块状WC、花瓣状Co3W3C和树枝状Fe3W3C的形式在残余WC-12Co颗粒间隙析出。当激光输出功率为1500 W时,涂层中没有出现气孔和裂纹,致密度高并且与基体实现了良好的冶金结合,其硬度达到最高值1600 HV0.3,其磨损率和摩擦磨损系数也同时达到最小值分别是2.15（±0.31）×10-7 mm3.N-1.m-1和0.55。在304不锈钢基体上制备三层WC-25Co耐磨涂层时,WC-25Co粉末边缘开始熔化,然后以块状WC、鱼骨状Co3W3C和树枝状Fe3W3C的形式在残余WC-25Co熔颗粒间隙析出。当激光输出功率为1500 W时,所得涂层组织性能最好,硬度高达1400 HV0.3,其磨损率和摩擦磨损系数也同时达到最小值分别是8.347（±0.312）×10-7 mm3·N-1·m-1 和 0.60。在... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 激光熔覆技术
        1.2.1 激光熔覆简介
        1.2.2 激光熔覆发展历程
        1.2.3 激光熔覆的优点
        1.2.4 激光熔覆的材料
        1.2.5 激光熔覆工艺类别
    1.3 激光熔覆涂层研究现状
        1.3.1 组织结构特征
        1.3.2 性能研究现状
    1.4 WC-Co类硬质合金概述
        1.4.1 WC-Co硬质合金的组成
        1.4.2 WC-Co硬质合金的性能
        1.4.3 WC-Co硬质合金的耐磨性测试方法
    1.5 研究目的及内容
第2章 实验材料、方法及设备
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 耐磨涂层材料
    2.2 实验设备
    2.3 涂层的制备方法
        2.3.1 304不锈钢表面耐磨涂层制备工艺
        2.3.2 高铬铸铁表面耐磨涂层制备工艺
    2.4 测试方法
        2.4.1 物相与显微组织分析
        2.4.2 显微维氏硬度测试
        2.4.3 常温耐磨性测试
        2.4.4 磨痕观察
第3章 304不锈钢表面耐磨涂层组织及性能分析
    3.1 耐磨涂层的物相分析
    3.2 耐磨涂层的微观形貌
        3.2.1 耐磨涂层的表面形貌
        3.2.2 耐磨涂层的截面形貌
        3.2.3 耐磨涂层微区组织和成分分析
    3.3 耐磨涂层的显微硬度
        3.3.1 WC-12Co耐磨涂层的显微硬度
        3.3.2 WC-25Co耐磨涂层的显微硬度
    3.4 耐磨涂层的耐磨性能
        3.4.1 WC-12Co耐磨涂层的耐磨性能
        3.4.2 WC-25Co耐磨涂层的耐磨性能
    3.5 本章小结
第4章 高铬铸铁表面耐磨涂层组织及性能分析
    4.1 耐磨涂层的物相分析
    4.2 耐磨涂层的微观组织分析
    4.3 耐磨涂层的显微硬度
    4.4 耐磨涂层的耐磨性
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3670368