激光熔覆修覆技術是通過在基體(ti) 表麵添加熔覆材料,並利用高能量密度的激光束使之與(yu) 基材表麵薄層一起熔凝的方法,在基體(ti) 表麵形成與(yu) 其為(wei) 冶金結合的熔覆層,從(cong) 而達到修複的目的。由於(yu) 熔覆層與(yu) 金屬基體(ti) 呈現原子冶金結合,金屬表麵能夠獲得高的耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫和抗氧化等綜合性能。目前常用的熔覆材料主要有鐵基、鎳基和鈷基合金粉末等,其中鎳基合金以其優(you) 良的耐磨性能和適中的價(jia) 格在工業(ye) 界得到廣泛應用。
通過在H13鋼的基體(ti) 表麵激光熔覆Ni基合金,研究激光工藝參數對激光熔覆層的微觀組織結構、考察熔覆層的硬度以及對耐磨性能的影響,為(wei) 激光熔覆技術在熱作模具鋼修複方麵的應用提供試驗依據。H13鋼試樣的尺寸為(wei) 100mm×50mm×20mm,H13鋼的主要化學成分為(wei) (質量分數,%):0.32~0.45C,0.80~1.20Si,0.20~0.50Mn,4.75~5.50Cr,1.10~1.75Mo,0.80~1.20V,≤0.03P,≤0.03S。激光熔覆所用的Ni55A粉末規格目數是-200~+300目,其化學組成為(wei) (質量分數,%):0.5~0.8C,14.0~16.0Cr,3.0~4.5Si,≤5Fe,2.5~3.5B,餘(yu) 量Ni。采取功率為(wei) 10kW的CO2激光器(波長為(wei) 10.6μm)進行熔覆試驗。對H13鋼基體(ti) 表麵用砂輪機進行打磨,打磨後用丙酮清洗幹淨,待其幹燥後,向其表麵預置鎳基粉末。激光熔覆前,對H13鋼進行預熱處理,預熱溫度300~500℃,焊後進行石棉保溫緩冷。光斑直徑為(wei) 2.5mm,熔覆過程中無氣體(ti) 保護。
通過預熱,在H13鋼基體(ti) 熔覆了一層Ni基塗層,該塗層的顯微組織由細密的枝晶組織組成,和基體(ti) 形成了良好的冶金結合,無孔洞裂紋等缺陷。在一定的參數範圍內(nei) ,隨著掃描速度和激光功率的增加,熔覆層的顯微硬度顯著提高,並呈階梯狀分布。在一定的參數範圍內(nei) ,隨掃描速度增加和激光功率的減小,熔覆層的耐磨性能增強。綜合熔覆層顯微組織、顯微硬度和耐磨性分析,當光斑直徑和預置層厚度一定時,當激光熔覆功率為(wei) 2kW,掃描速度為(wei) 200~300mm/min時,熔覆層性能最好。
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