AlSi7Mg铝合金表面激光熔覆WC增强镍基合金熔覆层的组织与性能
2021-09-29吴孝泉尧登灿张道达
机械工程材料 2021年9期
吴孝泉,尧登灿,张道达,闫 洪,胡 志
(1.江西省机械科学研究所,南昌 330002;2.南昌大学机电工程学院,南昌 330031;3.江西制造职业技术学院,南昌 330038)
0 引 言
铝合金具有密度低、比强度高等优点,广泛应用于航空、航天和汽车等工业,但是耐磨性和高温耐腐蚀性差等不足限制了其在恶劣工况中的应用[1-3]。由于磨损、腐蚀等失效通常始于材料表面,通过对铝合金材料进行表面改性,可以在保留铝合金基体原有优异性能的同时提高其表面耐磨性及耐腐蚀性,从而延长其使用寿命、节约成本[4-6]。
传统的表面改性技术包括阳极氧化、电镀和化学镀等;这些传统技术会产生废水和废气,资源消耗量大,并且制备的涂层与基体结合不紧密,厚度不均匀或太薄,在改善耐磨性及耐腐蚀性方面效果较差。激光熔覆技术是指利用激光辐照熔覆材料和基体,使二者之间形成冶金结合的一种表面改性技术;该技术具有绿色环保、易于操控、稀释率低、工件变形量小、熔覆层厚度可控等特点,近些年在航空、航天和汽车等工业中得到了广泛研究与应用[7-9]。
镍合金具有良好的高温性能以及优异的耐腐蚀性能;在镍合金粉末中加入硼、硅、铁、碳等粉末,可以降低镍合金粉末的熔点,形成一种自熔性熔覆材料。为了进一步提升镍基合金熔覆层的性能,研究人员还在熔覆层中引入了具有良好耐磨、耐腐蚀及耐高温等性能的陶瓷增强相[10-11];常用的陶瓷增强材料有SiC、Al2O3、B4C、TiC和WC等。相比于原位生成增强相,外加增强颗粒的尺寸大,在合适的熔覆工艺下能够制备得到更高硬度、更优耐磨性能的熔覆层。……
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