WC-Ni-Co硬质合金表面激光熔凝修复组织与摩擦磨损性能

作     者：高健 刘奋成 刘丰刚 徐洋 宋梦华 汪志太 GAO Jian;LIU Fen-cheng;LIU Feng-gang;XU Yang;SONG Meng-hua;WANG Zhi-tai

作者机构：南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 西安航空学院材料工程学院西安710077 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2021年第50卷第3期

页      面：171-182页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51865036) 江西省自然科学基金项目(20192ACBL21050、2020BABL204039) 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室开放课题(EG201980450) 

主　　题：激光熔凝 硬质合金 显微组织 摩擦磨损性能 

摘      要：目的为实现WC-Ni-Co硬质合金的表面疲劳裂纹缺陷修复,研究不同预热温度对合金表面激光熔凝层组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响规律。方法采用4 kW光纤激光器制备了不同预热温度的WC-Ni-Co硬质合金熔凝层,用着色探伤剂检测表面裂纹,用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察熔凝层的显微组织,用能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测定熔凝层的元素分布和相组成,用显微硬度计和磨损试验机测定熔凝层的硬度和耐磨性能,并观察了熔凝层的磨损形貌,分析熔凝层的磨损机理。结果熔凝层包含原始WC相、α-Co基体相、共晶鱼骨状碳化物、弥散分布的细小二次碳化物等组织,与基材WC颗粒的不规则形状相比,经熔凝后WC颗粒发生了明显的长大和界面平直化,且共晶鱼骨状碳化物为WC、Cr_(7)C_(3)、CoC_(x)和C_(6)(CoCrNi)_(23)的混合物。熔凝层的范围随着预热温度的升高逐渐增加,最大达866.7μm;当预热温度达到400℃以上时,熔凝后得到的熔凝层没有产生裂纹。熔凝层的平均显微硬度达到934HV_(0.5),远高于基材硬度762HV_(0.5)。预热温度的升高会降低熔凝层的摩擦因数,提高表面的耐磨性。结论当预热温度达到或超过400℃时,熔凝层中的WC颗粒分布较为均匀,无裂纹等缺陷,具有较高的硬度和耐磨性。