激光熔覆技术利用高能量密度的激光束使熔覆材料与基材表面薄层快速熔凝获得优良的耐磨、耐蚀和抗高温等性能的涂层,具有涂层组织致密且与基材冶金结合、基材变形小、适合的熔覆材料多等特点,在表面强化技术领域得到广泛研究和应用。目前的主要研究集中在以陶瓷颗粒作为增强相提高材料的硬度和耐磨性方面。但是从摩擦学的角度考虑,并不是硬度越高越好,而是要求表面既有较高的耐磨性又有良好的减摩性,在金属合金中加入固体润滑剂如MoS2,h-BN制备自润滑涂层,它兼有金属的优异力学性能和固体润滑剂的摩擦学特性,能满足某些相对运动的部件处于高温、低温、高真空、强辐射、化学污染等特殊工况下对润滑的要求。h-BN为白色结晶粉末,具有六方晶体层状结构,其同一层的B,N原子由共价键相连,结合力很强,但层与层之间由范德华键相连,结合力弱,是良好的润滑剂。此外它还有较高的热导率、良好的热稳定性和抗腐蚀性能。近年来,h-BN被广泛用于模具制造、航空、航天涡轮发动机等诸多部件不同温度区的可磨耗涂层的制备. 。可以发现在不同工艺参数下,Ni60熔覆层表面连续光滑,成形良好。Ni60+5%h-BN涂层表面出现一些球形颗粒,可能是由于激光熔覆过程中密度小的h-BN在熔池形成过程中迅速上浮,产生飞溅,在大气中冷却附着于熔覆层表面形成球形颗粒。而随着h-BN含量的增加,这些球形颗粒数量减少,Ni60+h-BN涂层表面越来越光滑,可能因为h-BN含量的增加减弱了熔池流动性,降低了熔覆过程中h-BN颗粒的上浮速度,减少飞溅。同种组分的单道熔覆层的宽度随着扫描速度的增加而减小。在H13钢表面激光熔覆Ni+h-BN体系粉末,制备了硬度高摩擦磨损性能良好的自润滑复合涂层。Ni+h-BN复合涂层的组织与h-BN含量密切相关,Ni+5% h-BN涂层组织由条状Cr2N相、不规则块状CrB相组成,Ni60+10%h-BN涂层组织为短小的杆状CrB相,Ni60+15%h-BN涂层中CrB相呈板条状独立或相互交错生成类树枝晶。随着涂层中h-BN含量的增加,h-BN与合金元素发生反应生成的增强相CrB形态发生块状→短杆→类树枝晶的转变。起到骨架作用的增强相提高了Ni+h-BN复合涂层的硬度(最高硬度为1200HV0.2),使涂层具有良好的耐磨性。包覆在骨架中的h-BN起到润滑的作用,减小了涂层的摩擦系数,其最小摩擦系数为0.27~0.32,最小磨损失重量约为基体的6%。

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