昆明理工大学 材料科学与工程学院，云南 昆明 650093
通过6 kW 横流CO2激光器在40Cr钢表面激光熔覆了不同成分配比的WC/Co50复合涂层。运用金相光学显微镜(OM)，扫描电镜(SEM)，能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等表征手段分析了涂层结合区形貌、显微组织和物相组成，测试了复合涂层的显微硬度和磨损性能。结果表明，外加的WC颗粒在高能激光束作用下大部分发生溶解，涂层主要由碳化物WC、W2C、(Cr，Fe)7C3和M6C及Fe-Cr固溶体等物相组成。涂层中组织结构比较复杂，出现了树枝状初晶、包状过共晶，枝晶间共晶和硬质相颗粒。WC/Co50 熔覆涂层的最大显微硬度位于涂层次表面，其最大平均显微硬度为基材的1.93倍，且随着深度的增加逐渐降低。相同磨损条件下，复合涂层的磨损失重仅为基材的13.3%。
激光熔覆 WC/Co50复合涂层 40Cr钢 微观组织 磨损性能 laser cladding WC/Co50 composite coating 40Cr steel microstructure wear behavior 红外与激光工程
2016, 45(1): 0120001
昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
以WC、TiC、Co 和Co50 合金粉末为原料，通过设计不同的成分配比，在40Cr 刀具钢表面激光熔覆了WC/Co、WC/Co50和WC-TiC/Co50钴基碳化物复合涂层。借助XRD、OM、SEM 和EDS等表征手段分析了粉末成分配比和激光熔覆工艺参数对刀具表面复合涂层物相结构、宏观形貌和微观组织的影响。结果表明，当激光功率为4.2 kW，扫描速度为350 mm/min 时，制备的WC/Co50 和WC-TiC/Co50 复合涂层表面形貌良好，平整连续且无宏观裂纹。硬度测试和摩擦磨损试验表明，复合涂层具有高的硬度和良好的耐磨性，最高显微硬度达到1211 HV0.2，最低磨损失重2.1 mg，分别为基材的3.03 倍和34.4%。熔覆层中大量存在的WC、TiC 以及原位自生的W2C、Fe3W3C 等碳化物增强相对提高复合涂层的硬度和耐磨性起到了主要作用。
激光技术 激光熔覆 陶瓷复合涂层 40Cr钢 显微组织 磨损性能 中国激光
2015, 42(11): 1103002
昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
通过GS-TFL6000型横流CO2激光器, 采用YG813硬质合金粉末和自行设计的TiC/Co50复合粉末作为预置层, 在40Cr刀具基材表面进行了激光熔覆实验研究。借助光学显微镜和X射线衍射仪分析了复合粉末成分配比和激光工艺参数对刀具表面修复层宏观形貌和组成与结构的影响。结果表明, 采用YG813硬质合金粉末无法得到良好熔合质量的修复层, 而自行设计的复合粉末在激光功率为4.5 kW, 扫描速度为400 mm/min时, 预置层经高能激光束辐照后可以得到表面熔合质量良好的修复层。显微组织结构分析显示, 修复层组织细密, 无明显气孔和裂纹缺陷; 不同激光工艺参数下的修复层物相组成基本相同, 基体相主要由γ-Co和少量Ni3(Cr, Fe)固溶体组成, 大量颗粒状TiC增强相弥散分布在基体组织中。
激光熔覆 刀具修复 显微组织 TiC/Co基复合涂层 40Cr 40Cr steel laser cladding tools repairing microstructure TiC reinforced Co matrix composite coating
1 贵州大学 贵州省光电子技术与应用重点实验室， 贵阳 550025
2 贵州大学 材料学院, 贵阳 550003
为了改善金属卷筒的组织性能，采用Mo+Y2O3制成合金粉末，将粘接剂均匀涂覆在40Cr钢基材表面，用CO2激光器对材料表面进行了激光合金化处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机研究了Mo+Y2O3对合金化层的硬度、耐磨性、组织结构、形成机理的影响。结果表明，在加入稀土氧化物Y2O3后，合金层晶粒显著细化，晶界得到强化，增加了显微组织的均匀性、致密性，硬度、耐磨性得到显著提高，有利于提高金属卷筒表面的硬度和耐磨性
激光技术 40Cr钢 激光表面合金化 稀土氧化物Y2O3 laser technique 40Cr steel laser surface alloying rare earth oxide Y2O3
