微/纳米WC复合涂层析出相对硬度和耐磨性的影响
摩擦磨损是自然界中相对运动表面存在的一种广泛的现象。摩擦磨损不仅造成材料损耗，而且造成能源的浪费，因为摩擦过程中所做的功90%以上以热的形式损耗掉。如果材料在磨损过程中能利用它产生的摩擦热，材料由于温度的升高发生相变或者析出，而这些组织变化必然对材料的磨损性能有所影响。本文利用激光熔覆高温熔化和快速凝固的特性，激光产生的高温，必然使得微/纳米陶瓷相WC粉末大部分融解于熔池中；快速凝固使得熔池凝固时这些熔化的陶瓷相成分不能及时析出而固溶在熔覆涂层的粘结合金中，使之处于过饱和状态，而使熔覆涂层中含有众多的亚稳相。这种亚稳态涂层受到外界驱动力，如摩擦热和摩擦力作用时，涂层有可能通过发生相变和析出向稳态转变，从而达到系统平衡。本文在此基础上进一步研究了涂层的这种析出和相变对其硬度和磨损性能的影响。
实验所用试样块尺寸为15mm×12mm×10mm，材料为45钢；粘结金属为自熔合金粉末Ni60B，颗粒尺寸为20～45μm；微米级碳化钨颗粒为YF112型号12%Co-WC，颗粒尺寸为10～50μm；选用S7412型号12%Co～WC作为纳米级碳化钨颗粒，晶粒粒径(平均)50～500nm。涂层成分配比如表1所示。WCm代表微米碳化钨涂层，WCmn代表微纳米碳化钨涂层，WCn代表纳米碳化钨涂层。激光熔覆工艺参数：功率1.6kW，扫描速度4mm/s，激光光斑直径4mm，激光搭接1.5mm左右，采用氩气保护。
表1 涂层成分配比(质量分数，%)
|
涂层
|
YF112
|
S7412
|
Ni60B
|
|
WCm
|
30
|
0
|
70
|
|
WCmn
|
15
|
15
|
70
|
|
WCn
|
0
|
30
|
70
|
研究结果表明，磨损面产生的析出相形貌为近似于球状的白色小颗粒，粒度在数十到几百纳米之间。同种成分涂层比较，析出相能够提高涂层的硬度和改善涂层的磨损性能。不同成分涂层比较，析出相对涂层磨损性能的作用不如原始碳化钨颗粒尺寸大小起到的作用大，WCmn涂层的磨损性能最佳。(榕霖)
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 28*12 | HRB400E | 辽宁瀚达钢铁贸易有限公司 | 新抚钢(雷鸣) | 3380 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
| 普碳中板 | 16*2500*12800 | Q235B | 上海北铭高强度钢材有限公司 | 重钢(川流富锦库) | 4110 | 详情 |
| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | 10 | 300 | 洛阳威钢商贸有限公司 | 山西晋南(晋南厂库) | 3650 | 详情 |
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