表层复合材料技术综合了表面涂层技术和复合材料技术的优势,可以根据零部件的不同需求,以较低的成本在材料表层制备出和基体为冶金结合、满足高耐磨性要求的复合材料。 本文采用等离子熔-喷技术在Q235钢表面成功制作了低成本的WC-17Co增强的表层复合材料。对熔-喷过程进行了理论分析。采用SEM、TEM、XRD及EDS对表层复合材料组织结构及成分进行了分析,采用摩擦磨损实验机测量了复合材料层及基体的耐磨性能。结果表明:采用等离子熔-喷技术可以在Q235钢表面制备出成型良好、无宏观缺陷的WC-17Co增强的表层复合材料。等离子熔-喷技术制备陶瓷颗粒增强表层复合材料的主要影响因素包括:陶瓷颗粒尺寸、陶瓷颗粒注射速度、熔化工艺参数及冷却条件、陶瓷颗粒和液态金属的密度、陶瓷颗粒的润湿性等。等离子熔-喷WC-17Co增强的表层复合材料组织结构复杂,由Fe₃W₃C、Co₃W₃C、WC、γ-Fe、Co₃O₄、γ-Co、FeW₃C、Fe₂W和W₂C等相组成。复合材料层中增强相分布比较均匀。基体预热使熔池凝固减缓,增大了WC下沉倾向。表层复合材料的摩擦系数远低于基体材料,耐磨性有明显提高。