氬弧熔覆WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層中碳化物狀態(tài)控制.pdf

1、對(duì)于WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合熔覆層制備而言，熔覆層中的碳化物，尤其是WC顆粒的狀態(tài)控制顯得尤為重要。WC顆粒的存在性、完整性及分布狀態(tài)對(duì)復(fù)合涂層的性能起著至關(guān)重要的作用。
　　 本文采用氬弧熔覆技術(shù)，在45號(hào)鋼表面熔覆WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層。并采取了一系列的工藝和技術(shù)手段來(lái)控制復(fù)合涂層中碳化物的狀態(tài)，尤其是增強(qiáng)顆粒WC的狀態(tài)。本文分別采用改變?cè)鰪?qiáng)WC顆粒粒度、多層熔覆、添加稀土元素和氬弧熔化-注射技術(shù)來(lái)控制涂層中碳化物狀態(tài)，研究了涂層的形

2、成過(guò)程及原理、復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)以及涂層的性能。利用金相顯微鏡、XRD、SEM及EDS等分析測(cè)試手段對(duì)涂層的結(jié)合狀況、微觀組織、結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行了分析。并研究了涂層界面硬度梯度分布和上述各種熔覆層的耐磨性能，探討了其磨損機(jī)理。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，采用各種工藝方來(lái)制備的復(fù)合涂層與基材呈冶金結(jié)合，涂層成型良好，無(wú)明顯宏觀缺陷。不同粒度WC增強(qiáng)的熔覆層中WC的形態(tài)、分布不同及熔覆層性能不同，其中，30~40μm大顆粒熔覆層中存在原始W

3、C顆粒和一些細(xì)桿狀、魚骨狀復(fù)式碳化物，且大顆粒的復(fù)合涂層整體硬度相對(duì)于小顆粒得到了顯著提高；在選用大顆粒的基礎(chǔ)上又采用多層熔覆的方法獲得復(fù)合涂層，雙層熔覆層上部為細(xì)小致密的等軸晶，中部由樹枝晶、柱狀晶以及未熔WC顆粒組成，底部為胞狀晶和平面晶，且熔覆層中WC顆粒的溶解得到了抑制，且大量原始WC顆粒被保留下來(lái)，復(fù)合涂層的近表面硬度達(dá)到最高；于是又制備了三層熔覆層，在熔覆層近表面的組織形態(tài)上以多邊形WC顆粒為主，以及同時(shí)存在一些樹枝狀、花瓣

4、狀和等軸狀碳化物顆粒，同時(shí)在近表面上出現(xiàn)了顯微裂紋，復(fù)合涂層的表層及近表層硬度最高，幾乎與WC顆粒本身硬度相當(dāng)；稀土的加入沒有改變相組成，但使組織中相的形態(tài)以細(xì)小顆粒狀存在，稀土的加入同時(shí)提高了熔覆層中碳化物顆粒的孤立分散性，降低了碳化物顆粒的團(tuán)聚、橋接，且顆粒分布均勻，并且一定程度上抑制了原始WC顆粒的溶解以及魚骨狀碳化物的形成，促進(jìn)了顆粒狀碳化物的形成，細(xì)化了晶粒，且使熔覆層的平均硬度得到了提高；氬弧熔化-注射技術(shù)中將WC顆粒注射到