脉冲宽度对激光熔覆FeSiB涂层组织与硬度的影响

龚玉兵，王善林，李宏祥，柯黎明，陈玉华，马 彬

(1 南昌航空大学 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室，南昌 330063；2 北京科技大学 新金属材料国家重点实验室，北京100083)

Fe基非晶合金是一种具有极高的强度和硬度、良好的耐磨抗腐性能、突出的软磁性等优点的新型材料，被广泛应用于电力系统、电子器件等领域，然而其相对较低的玻璃形成能力和断裂脆性制约了工程应用[1-4]。激光熔覆技术具有冷却速率快、光束位置灵活变动、热输入小及工件变形小等优点，所得涂层与基体形成良好的冶金结合[5-8]。激光熔覆制备Fe基非晶合金涂层不仅可以解决脆性和尺寸问题，还能将Fe基非晶合金推广应用，涂层的成功制备将推动整个材料界及制造业的迅速发展。近年来，国内外研究者采用激光熔覆非晶粉末制备了铁基非晶涂层，涂层由非晶相与结晶相组成，涂层硬度高、热稳定性好，能改善材料表面耐磨耐蚀性能，然而，粉末状结构疏松，涂层极易出现未熔颗粒及孔洞缺陷，导致涂层结构致密性差[9-12]。此外，熔覆过程中，粉末易堵塞喷枪，使用的黏结剂产生烟尘、效率低，将显著影响涂层的质量。研究表明，激光工艺参数对涂层的质量具有重要影响，如王彦芳等[13]研究发现扫描速率的增加使得树枝晶细化，且外延生长区宽度变小，显微硬度增大。符寒光等[14]的研究结果表明，增加激光功率，涂层稀释率提高，显微硬度减小，且改变扫描速率与其效果一样。侯纪新等[15]的研究表明扫描速率和激光功率分别为180mm/min,1.5kW时，涂层性能较高。……