激光熔覆Fe基TiC涂层的组织与性能

王植，雷剑波，姜伟，孙亚娟，方艳，王云山



激光熔覆Fe基TiC涂层的组织与性能

王植，雷剑波，姜伟，孙亚娟，方艳，王云山

(天津工业大学激光技术研究所，天津 300387)

采用激光熔覆方法在45#钢基体上制备含TiC质量分数为20%~50%的Fe基TiC复合涂层。分别用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X线衍射(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损机对熔覆层的微观组织、物相、硬度及耐磨性进行研究。结果表明：当TiC质量分数为30%时，涂层组织致密，TiC颗粒分布均匀、部分溶解、尺寸减小；涂层主要是由α-Fe固溶体，FeC，FeB，B4C，B4Si，Cr5B3，TiB以及未溶解的TiC等组成；当TiC质量分数为30%时，熔覆层平均维氏硬度为783.8，磨损率为45#钢基体的1/38。

激光熔覆；Fe基；TiC熔覆层；显微组织；硬度；耐磨性

自20 世纪90 年代以来，随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM 技术以及机械工程技术的发展，金属零件激光增材制造技术在激光熔覆技术和快速成形技术基础上应运而生，迅速成为快速成形领域内最有发展前途的先进制造技术之一[1−3]。激光熔覆是一种重要的材料表面强化与加工技术，它是利用高能量密度激光束(104~106W/cm2)在金属表面辐照，通过迅速熔化、扩展和迅速凝固(冷却速度通常达到102~106℃/s )，从而显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能[4−6]。金属陶瓷复合材料涂层将金属的强韧性和良好的工艺性与陶瓷材料优异的耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化特性有机结合起来，是目前最具发展潜力的一类激光熔覆材料[7]。激光熔覆Fe基合金层与基材成分相近，界面结合牢固，而且可降低成本，利用激光熔覆技术在钢基体表面制备高性能的Fe基合金涂层，已成为近年来国内外学者研究的热点之 一[8−9]。……