摘 要
作为一种新兴的材料表面改性技术，激光熔覆由于可制备出性能优良的熔覆层而广泛应用于零件制造和修复领域。由激光熔覆制备出的金属-陶瓷复合涂层可以与基体形成牢固的冶金结合，并且能够服役于极为苛刻的工况条件下。
本文以 Co 基合金与 WC 粉末作为熔覆材料，利用 CO2激光器及侧向送粉装置在304 不锈钢表面制备出了激光熔覆复合涂层。主要针对激光工艺参数和 WC 粉末含量对熔覆层的形貌、微观组织及性能的影响进行了研究。通过金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和 X 射线衍射仪分别对熔覆层的显微组织、成分分布及物相组成进行了详细分析；通过维氏硬度计对熔覆层的硬度及分布进行了检测分析；通过摩擦磨损试验机对不同 WC 含量的激光熔覆层的耐磨性进行了检测分析。
实验结果表明：激光功率增大时，熔覆层稀释率增大，硬度先增大后减小；扫描速度增大时，熔覆层组织变细，硬度先增大后减小；激光功率过大或扫描速度过慢都会使熔覆层发生过热，反之则使熔覆层表面粗糙，内部结合性差。随着 WC 含量的增大，熔覆层的组织由亚共晶组织最终过渡为过共晶组织，稀释率逐渐增大。0%WC的熔覆层是由 γ-Co、M7C3、CoCx和 W2C 组成的；20% WC 的熔覆层是由 γ-Co、M23C6、CoCx、M7C3、Co3W3C6、W2C 和 WC 组成的；50%WC 的熔覆层是由 γ-Co、M23C6、CoCx、M7C3、Co3W3C、Co6W6C、Fe6W6C、WC 和 W2C 组成的。熔覆层的硬度随着WC 含量的增大而增大，当 WC 含量为 60%时，熔覆层上部的硬度可达到 1200 Hv以上。熔覆层的耐磨性随着 WC 含量的增大而增大，当 WC 含量为 50%时耐磨性最好，继续增大 WC 含量至 60%时，熔覆层的耐磨性稍有下降。经分析，熔覆层中产生裂纹的根本原因是应力，且裂纹属于冷裂纹范畴。随着 WC 含量的增大，熔覆层的裂纹敏感性随之增大。通过对基体预热，可有效降低熔覆层的裂纹敏感性。
关键词：激光熔覆，钴基合金，显微组织，硬度，耐磨性
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