周云龙，盛忠起*，周静，张长鹏

（东北大学机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819）

电火花沉积技术是一种新型的具有独特优势的材料表面工程技术。该技术利用电极材料与金属工件表面间的脉冲火花放电，将作为电极的导电材料熔渗到金属表层，形成硬度高、耐磨性以及理化特性好的沉积层[1-2]，在模具、刀具和大型机械零件的局部强化与修补等方面具有广阔的应用前景。与其他表面强化技术(如电刷镀[3]、离子注入[4]和激光表面处理[5])相比，电火花沉积技术污染小，对基体热影响小，灵活度高，加工周期短，操作简单，工艺设备及成本较低。

PH17-4是由铜、铌等元素组成的沉淀硬化不锈钢，具有强度和硬度高，韧性和耐腐蚀性好等特性[6]。经过热处理的PH17-4不锈钢的耐压强度高达1 100 ～ 1 300 MPa，被广泛用于海洋、航空航天、化工、食品加工、造纸、一般金属制品等领域。

随着工业的发展，原有材料的性能已越来越不满足社会的需要。Ni基合金是一种耐蚀、抗高温、抗氧化性能优良的材料，而WC是工程上最常用的陶瓷材料，能靠弥散强化作用显著提高材料的硬度，因此选用WC–20Ni作为电极材料，通过电火花沉积技术在PH17-4不锈钢基体上制备WC–20Ni涂层，以进一步提高其硬度。本文以沉积层厚度为指标，优化了制备过程中的最佳沉积参数，考察了所得涂层的组织结构并测试了其性能，为后续研究电火花沉积WC–20Ni涂层提供参考。

1 实验

1.1 材料

以 10 mm × 10 mm × 4 mm 的 PH17-4 不锈钢为基体(阴极)，其成分为：C ≤0.07%，Ni 3.00% ～ 5.00%，S ≤0.03%，Si ≤1.00%，P ≤0.04%，Mn ≤1.00%，Cr 15.00% ～ 17.50%，Cu 3.00% ～ 5.00%，Nb 0.15% ～0.45%，Fe余量。电极材料(阳极)采用直径3 mm、长80 mm的圆棒状WC–20Ni，其成分为：Ni 20.0%，C 4.8% ～ 4.9%，W余量。……