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镍钴基合金已被广泛应用于零部件的表面改性,能够有效克服高温、摩擦磨损、重载荷和腐蚀介质等条件。而WC颗粒作为增强相加入后,能改善单一合金的耐磨性和抗氧化性,加入石墨(简称:G)可作为固体润滑剂,更能进一步降低复合材料的摩擦系数和磨损率。本文采用真空熔覆的方法在ZG45基体上制备了一系列Ni-Co基熔覆层,对组织和性能做了分析和研究。Ni-Co/WC复合熔覆层成型良好、组织致密,WC颗粒在镍-钴基合金中呈三维网状分布,主要组成相有WC、Cr7C3、Cr23C6、Ni3Si、FeNi3和γ-Ni-Co固溶体。该熔覆试样截面的微观形貌分为母材区、过渡区和复合区,其中母材区和过渡区之间还存在宽约25μm的熔合区。添加石墨后,在熔覆层中产生大量孔径不一的“石墨孔洞”,而加入过量的石墨会降低熔覆材料的致密性和强度。Ni-Co基合金熔覆层中由于含有W元素,在靠近结合界面的区域容易与Fe、Cr、Ni等元素形成菱形或方形的M6C相。对不同成分的Ni-Co熔覆试样进行了三点弯曲试验。研究发现Ni-40%Co合金熔覆层与ZG45基体的力学协调性能较好,当熔覆层侧朝上弯曲时,基体断口有大量的韧窝,基体侧发生韧性断裂,而熔覆层的断口具有准解理断裂和韧性断裂的双重特点;当熔覆层侧朝下弯曲时,基体侧的断裂方式属于解理断裂,熔覆层的断裂方式是沿晶断裂和穿晶断裂。Ni-Co/WC熔覆试样在进行三点弯曲试验时,通过分析Ni-Co/WC熔覆试样的断口形貌发现,基体侧发生韧性断裂;而熔覆层一侧的过渡区发生沿晶断裂,并伴随有Cr7C3等硬质相的穿晶断裂,复合区的断裂机理主要是微裂纹沿WC立体面延展的沿晶断裂。添加石墨的复合熔覆试样在弯曲过程中,熔覆层中石墨颗粒形成裂纹源,仍发生穿晶和沿晶断裂,基体侧同时具备解理和韧性断裂特征。通过在金属表面制备Ni-Co基熔覆层能有效提高材料的耐腐蚀性能,Ni-Co基合金熔覆层的耐蚀性随钴基合金粉末比重的增加而逐渐增强。Ni-Co/WC熔覆层的耐蚀性随WC含量的增加呈逐渐增强又降低的趋势,Ni-Co/40%WC复合熔覆层的耐蚀性最优。Ni-Co/WC熔覆层中添加石墨后,耐蚀性随石墨含量的增加先增强后减弱,含6%G复合熔覆层的耐蚀性最优。Ni基合金熔覆层中添加Co能改善摩擦学性能,Ni-Co基合金熔覆层的摩擦磨损机制主要为粘着磨损和疲劳磨损,成分Ni-30%Co基合金熔覆层的耐磨性能最优。添加WC后,复合熔覆层的摩擦磨损机制主要为氧化磨损,还伴有轻微的磨粒磨损和粘着磨损。Ni-Co/WC熔覆层中添加石墨后摩擦性能有所改善,4%~6%G的复合熔覆层摩擦磨损性能最优,8%G的复合熔覆层因过多的石墨产生大量孔洞,强度降低,摩擦过程中易发生疲劳磨损或产生微裂纹。