为了研究激光扫描速率对镍基熔覆层组织及耐蚀性能的影响, 采用喷涂预置涂层与不同扫描速率下激光重熔工艺在Q235低碳钢表面制备了镍基合金熔覆层, 利用光学显微镜与扫描电镜对熔覆层表面宏观形貌和微观组织形貌进行了观察, 利用显微硬度计和电化学腐蚀法对熔覆层显微硬度与耐蚀性进行了测定与分析。结果表明, 其它条件不变, 随着激光扫描速率的增加, 熔覆层组织更加致密、均匀, 晶粒愈发细小, 并且白亮枝晶增多, 枝晶间的共晶减少; 由于晶粒细化等作用, 使得熔覆层的平均显微硬度与耐蚀性能均得到了显著提高; 其中, 以激光功率为3kW、扫描速率为6mm/s、光斑直径为3mm等参量下得到的熔覆层组织及性能最优。这些结果对合理选取激光熔覆工艺参量以达到最佳熔覆效果是有帮助的。

利用CO2激光在Q235低碳钢表面激光熔覆制备Ni60合金。分别用扫描电镜、能谱分析、显微硬度计对熔覆层的微观组织、成分分布、显微硬度进行了测定与分析。结果表明,激光熔覆Ni60涂层组织为典型的快速凝固组织。熔覆层底部为垂直于界面生长的胞状结构,中部为树枝状结构且晶粒生长具有单一方向性,顶部也为枝状结构,其晶粒生长呈多向性。枝晶间存在着大量的共晶化合物,黑色区域内含有大量的合金渗碳体等金属间化合物。通过固溶强化、弥散强化、硬质相强化以及细晶强化作用,熔覆层的显微硬度明显高于基材,达到了强化表面的目的。

采用热喷涂、火焰重熔、激光重熔、激光熔覆四种工艺方法,在Q235低碳钢上制备了Ni60涂层,研究了不同工艺条件下涂层的微观组织特征及硬度分布。结果表明,激光重熔涂层表面光滑、平整,表面粗糙度最小;四种工艺条件下得到涂层组织组成物基本相同,其主要包括γ-Ni固溶体、硼化物、碳化物+镍γ-固溶体共晶以及合金渗碳体等金属间化合物,热喷涂涂层组织中未形成共晶体;四种工艺条件下得到的涂层平均硬度均高于基体,均达到了表面强化的目的,其中,火焰重熔涂层的平均显微硬度最高,达到800HV,但是分布并不均匀。