稀土对铁基合金激光熔覆层耐磨及耐蚀性能的影响
- 发布时间：2021/9/26 11:38:55
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1 试验材料及方法
1.1 试验材料
激光熔覆工艺
试验基材采用100 mm×30 mm×10 mm的45钢板；硬度约为220HV。以Fe基合金粉末（化学成分：0.21%C，1.18%B，3.25%Si，19.92%Cr， 12.60%Ni，其余为Fe；粒径0.085~0.246 mm；流动性﹤22 s/50 g）作为涂层材料，稀土CeO2粉末纯度为99.9%，稀土加入量分别为0.0%、0.3%、0.6%、0.9% 、1.2%和1.5%。将稀土氧化物粉末和铁基合金粉末通过机械搅拌混合均匀,，干燥待用.。
采用3kW的CO2快速轴流激光器(输出功率为1.5 kW,光斑直径4 mm,扫描速度5 mm/s,功率密度1.19×104W/cm2,多道熔覆搭接率30%,同轴送粉方式)进行激光熔覆处理,熔覆层厚度约1 mm.
1.2 性能测试
采用CSM950型场发射扫描电子显微镜(SEM)观察熔覆层微观组织形貌,并利用SEM所配置的能量色散X射线分析装置(EDAX)分析熔覆层及其磨痕表面组成.采用MT-3型显微硬度计沿熔覆层深度方向测量显微硬度分布,载荷为1.96×10-3N,加载时间5 s,取10次测量结果的平均值.
1.3 摩擦磨损试验
选用MM-200型摩擦磨损试验机评价激光熔覆层的摩擦磨损性能.试验前采用600#砂纸精磨激光熔覆层试样表面;偶件为45#钢环(外径40 mm,内径16 mm,厚10 mm,硬度500HV).选用载荷分别为10 N、20 N、30 N、40 N、50 N;试验时间15 min;线速度为0.42 m/s.在摩擦磨损试验过程中每隔1 min记录一次摩擦系数;试验结束后用丙酮清洗激光熔覆层试样,随后用读数显微镜测定其磨痕宽度(测量精确度0.01 mm).