磁场辅助激光熔覆5CrNiMo/Ni60涂层组织微结构及性能研究

曹 阳，姚宏凯，吴国庆，王 健，朱维南

（1.南通大学 机械工程学院，江苏 南通 226019；2.江苏省风能应用技术工程中心，江苏 南通 226019；3.南通理工学院，江苏 南通 226002）

磨损是材料失效的主要形式之一，会对零部件的使用寿命、可靠性、安全性等产生较大影响，甚至会造成巨大的经济损失[1]。随着工业的快速发展，类似风机叶片、螺旋轨道输送机构等受高频冲击或交变扭弯疲劳的结构件，在修复再造时对熔覆层耐磨性提出了很高的要求。通常，磨损零件的修复再造可通过渗硼处理[2]、激光表面改性处理[3]、稀土催渗和多元共渗软氮化[4]及QPQ 盐浴[5]复合处理结构件表面。这些方法虽然在一定程度上可以提高基材的力学性能，但综合成本高，且对于结构复杂的零件无法完成微区加工，这也限制了常规方法的使用。

采用电磁场辅助激光熔覆可以有效提升结构件的综合力学性能。该技术可将两种或者两种以上的材料复合到一起，实现普通基底材料的表面改性或修复，具有节约材料、节约能源、提高零部件可靠性和使用寿命等特点[6-7]。Li 等[8]研究了AZCa912 镁合金凝固过程中引入旋转磁场后产生的影响，研究结果表明，在顺时针及逆时针电磁搅拌作用下，AZCa912 组织明显细化。文献[9]在45 钢表面利用激光熔覆技术外加电磁场制备了Fe 基非晶涂层，研究磁场对Fe 基非晶涂层的结构与性能的影响，结果表明：施加磁场之后，Ni-P 非晶层组织均匀化，晶粒尺寸减小。

本文以螺旋轨道输送机的螺旋轨道为研究对象，采用5CrNiMo 钢做基材，在激光熔覆过程中施加不同磁场强度的电磁场辅助，研究不同磁场强度对激光熔覆Ni60 涂层组织和性能的影响。……