针对综采工作面典型零件防护涂层快速修复和制造的需要,本文以取代传统镀铬工艺为目标,采用高速激光熔覆在45钢表面制备了高质量的铁基合金涂层。采用超景深三维显微系统观察涂层的表面形貌,采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪研究了熔覆层的显微形貌及元素含量变化,采用X射线衍射技术分析了涂层各部分的物相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,最后采用电化学工作站测试了涂层的耐蚀性。结果表明:高速激光熔覆的熔覆效率为0.243 m ²/h;涂层平整均匀,表面粗糙度R_a≈21.38 μm;涂层组织均匀致密,且与基体实现了良好的冶金结合,稀释率约为7.1%;涂层主要由铁素体和奥氏体组成,晶粒细密,平均晶粒直径不超过2.8 μm;涂层表面的显微硬度约为基体的3倍;涂层的自腐蚀电流密度为基体的0.33%,其优异的耐蚀性源于更均匀的成分分布。

分别采用超高速(50 m/min)和常规(1.5 m/min)熔覆速度,在调质处理的27SiMn液压支架基材上成功制备了431不锈钢耐蚀涂层,对比分析了两种方法制备涂层的宏观特征、显微组织及耐蚀性能。试验结果表明:两种方法制备的涂层均无微观裂纹与气孔缺陷,且与基体形成了良好的冶金结合;相比于常规激光熔覆涂层,超高速激光熔覆的涂层具有类似“多米诺骨牌”的多层重叠结构,稀释率仅为4%,涂层中Cr的原子数分数为19%;常规激光熔覆涂层组织整体较为粗大,在搭接位置由于温度梯度的改变,枝晶生长方向紊乱;超高速激光熔覆涂层整体组织更加均匀细密,底部/基体界面结合区微观组织形态为平面晶,中部搭接区及表面为细小的树枝晶,仅在搭接位置略有粗化;采用超高速激光熔覆技术制备的涂层具有更加优异的耐蚀性能。