激光熔覆La2O3/WC/Ni复合涂层的性能研究

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液压元件在连续工作的环境下承受着较强的摩擦磨损,液压元件的失效使整个液压系统不能完成预期的工作,这对材料的性能提出了很高的要求。如液压泵中的配油盘,由于材料的选择受限,价格较高,加工工艺性较差。本文选择45钢,替换型号38CrMnAl,通过激光熔覆技术,改变性能。本文采用学院激光设备在45钢上制备出La2O3/WC/Ni复合涂层,通过ANSYS模拟分析了激光工艺参数对涂层表面的影响。结合相应的仪器设备分析稀土La2O3对涂层组织分布和界面结合状况的影响,探讨稀土La2O3对涂层耐磨性与硬度的影响。结果表明:(1)未添加La2O3,涂层中部有少量微裂纹;添加1.0%La2O3有少量难熔的WC颗粒附着在表面上,硬度提高;添加2.0%La2O3涂层与基体结合处良好,形成一条银白色光亮带。添加稀土,涂层与基材结合紧固,裂纹、气孔等大大减少,改善涂层表面的质量。(2)镍包WC与钴包WC复合粉末中添加1.0%La2O3,物相有:Fe23(C,B)6、γ-(Fe,Ni)、FeNi3、WC、W2C、Cr23C6、Cr4Ni15W。熔覆层中以WC、W2C为主的碳化物,对于熔覆层的抗裂止裂起了关键的作用。钴包WC复合粉末可防止WC被氧化和脱碳,提高熔覆层的硬度和耐磨性能。(3)对涂层进行EDS能谱分析,白色颗粒是WC。硬度和耐磨性测试结果表明:添加1%La2O3的钴包WC复合粉末涂层硬度最高,耐磨性最好,基材平均显微硬度为440HV0.1,其涂层硬度平均值相比基材提高了3倍。
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