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激光熔覆 陈德强2014 11 13 2020 1 7 1 一 背景介绍 磨损 腐蚀等起源于表面 采用表面改性技术在金属材料表面制备各种功能涂层 耐磨 耐蚀 抗氧化等 内部保持原有金属材料的性质 低价 性能 的同时提高了材料表面的特殊性能 常用表面改性方法 电镀 PVD 物理气相沉积 CVD 化学气相沉积 渗碳 渗氮 离子注入 激光淬火 激光重熔 激光熔覆 等离子熔覆 等离子喷涂 超音速火焰喷涂等等 2020 1 7 2 激光熔覆 激光熔覆技术兴起于上世纪八十年代 亦称激光包覆或激光熔敷 是一种新的表面改性技术 它通过在基材表面添加熔覆材料 并利用高能密度的激光束使之与基材表面一起熔凝的方法 在基材表面形成与其为冶金结合 具有成分与性能完全不同的合金涂层 从而可以在低成本基材上制成高性能表面 代替大量的高级合金以节约贵重 稀有金属材料 降低成本和能源消耗 2020 1 7 3 二 实验方法 1 激光熔覆涂层制备 粉末成分配比 预期性能 耐磨TiC Cr7C3 Ti5Si3 耐蚀Cr3Si 抗氧化Al2O3 SiC 合金相图 基材 合金粉末 2020 1 7 4 加工工艺参数 激光功率 光斑直径 扫描速度 送粉速度 粉末预置厚度 搭接率 多道熔覆 2020 1 7 5 2 组织分析宏观 肉眼 观察涂层质量光学显微镜 OM 观察涂层各相宏观分布微观 X射线衍射仪 XRD 定性分析涂层相组成扫描电镜 SEM 分析涂层各相微观组织形貌元素能谱分析 EDS 分析涂层各组成相的元素成分含量 结合XRD确定各相透射电镜 TEM 分析超细相或SEM不能确定的相 2020 1 7 6 2020 1 7 7 2020 1 7 8 2020 1 7 9 2020 1 7 10 3 性能测试力学 显微硬度 结合强度 断裂韧性耐磨 滑动磨损 微动磨损 滚动磨损耐蚀 电化学 浸泡 盐雾抗氧化 重量法 容量法 压力法 电阻法 2020 1 7 11 3 1力学性能显微硬度 显微硬度计测量 得出涂层显微硬度沿深度方向分布情况 2020 1 7 12 2020 1 7 13 结合强度 三点弯曲实验 划痕实验 得出涂层与基材结合强度 计算涂层弹性模量 2020 1 7 14 2020 1 7 15 断裂韧性 纳米压痕 定性 粗略分析 原位拉伸 得出涂层的断裂韧性 分析断裂特征 2020 1 7 16 3 2磨损性能 滑动磨损 环快式 block on wheel 盘块式 block on disc 销盘式 pin on disc 2020 1 7 17 磨损失重 摩擦系数 2020 1 7 18 2020 1 7 19 微动磨损 2020 1 7 20 2020 1 7 21 电化学 阳极极化曲线 交流阻抗谱浸泡 3 2耐蚀性能 2020 1 7 2
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