怎样降低陶瓷颗粒熔覆层的耐磨性能

 激光熔覆原位合成技术在Q235钢表面上制备了复合陶瓷颗粒增强的铁基激光熔覆层。利用显微硬度计、光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及滑动磨损试验机等测试分析手段系统地研究了激光熔覆层的显微组织和性能。

    采用同步送粉方式进行试验研究了激光扫描速度、激光功率、 多道搭接率、 保护气体流量载气流量以及送粉速率对熔覆层的成形以及性能的影响。研究表明当激光功率为2000W、扫描速度250mm/min、保护气流量为6-7L/min、送粉速率为10g/min、 搭接率为30%时，可以获得表面成形和耐磨性良好的大面积熔覆层。

    研究了合金粉末的不同组分及添加量对熔覆层组织及性能的影响。试验表明,钛铁、铝铁、碳化硼可以通过原位反应在熔覆层中生成大量的碳化物颗粒,从而起到颗粒增强的作用。但是这些成分加入超过一定量时生成的陶瓷颗粒过多增加了熔体的黏度从而导致熔覆层成形变差,甚至出现夹杂、裂纹、涂层易剥落等现象。钛铁与钼铁的加入可以和碳化硼反应生成TiB2,TiC以及MoC等陶瓷颗粒,有效地增强了涂层的耐磨性。高镍铁基合金粉末中含有大量的Ni、Cr、 及少量的Mo、C,使得涂层中生成了一些Cr7C3等碳化物, -部分Mo和Cr元素固溶于基体中,对熔覆层起到固溶强化的作用。

    采用钛铁(含钛30%)、钼铁(含钥60%)、 B4C、 高镍铁基合金混合粉末在Q235基体上熔覆-层耐磨涂层制备出了TiB2,TiC、MoC以及B4C复合颖粒增强的Fe基熔覆层，表面成形较好内部无夹渣、裂纹等缺陷。 组织致密硬质相呈均匀弥散分布。

    陶瓷颗粒复合相熔覆层的磨损机制主要为显微切削和粘着磨损。由于熔覆层具有较高的平均显微硬度(1100HV0.3左右,使得熔覆层在磨损过程中难于发生塑性变形，因而具有优异的耐磨性能。在相同的试验条件下，复合涂层的磨损失重约为Q235的1/25。即熔覆层的耐磨性约为Q235的25倍。