高锰钢表面激光熔覆Fe-WC 复合涂层的组织与性能

皮自强，杜开平，郑兆然，陈星

（1. 矿冶科技集团有限公司，北京 100160；2. 特种涂层材料与技术北京市重点实验室，北京 102206；3. 北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心，北京 102206）

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高锰钢在较高的冲击载荷作用下易发生加工硬化，其表面硬度可达550HV 以上，同时内部仍为韧性较好的奥氏体组织，具有很好的抗冲击性和耐磨性，因此高锰钢常被用于制作挖掘机的铲齿、圆锥式破碎机的轧面壁和破碎壁、破碎机衬板、铁路辙岔、板锤、锤头等[1-3]。在服役过程中，高锰钢制件受到强烈的冲击、碰撞、碾压和摩擦作用，往往在加工硬化发生之前就已产生一定程度的磨损、凹坑甚至部分剥落。因此，在高锰钢表面制备耐磨涂层，不仅可以提升其硬度和耐磨性，还可以为加工硬化提供一定的缓冲期，对延长其服役寿命有着十分重要的作用。

激光熔覆技术是在高能激光束的作用下将熔覆材料和基体表面同时熔化，得到与基体呈冶金结合的熔覆层，从而显著改善基体表面力学性能、物理性能和冶金性能的一种表面改性方法[4-7]。激光熔覆颗粒增强耐磨涂层具有很高的硬度和耐磨性，受到了广泛关注。WC 颗粒具有熔点和硬度高、热膨胀系数小、与金属熔体润湿性好、金属特性显著等优点，因此常作为强化相来提高激光熔覆层的耐磨损性能[8,9]。Song 等人[10]采用激光熔覆技术在304 不锈钢表面制备了316L-WC 复合熔覆层，与基体相比熔覆层的硬度和耐磨性得到了明显提升。Lu 等人[11]在H13 模具钢表面制备了激光熔覆Fe-WC 复合涂层，熔覆层的显微硬度随着深度呈梯度变化，且主要磨损机制为磨粒磨损。……