H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层组织及高温耐磨损性能

作者：常倾城; 任利兵; 刘英; 谢咏馨; 李卫

来源：表面技术, 2023, 1-9.

• 激光熔覆
• NbC/Ni60复合涂层
• 微观组织
• 显微硬度
• 高温耐磨性能

目的 研究NbC颗粒加入量对H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层的组织、硬度和耐磨性的影响。方法将Ni60合金粉末与NbC碳化物粉末球磨混合，采用激光熔覆技术，在H13钢基体表面制备了不同NbC含量(0wt%，10wt%，20wt%，30wt%)增强的NbC/Ni60合金复合涂层。采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪对复合涂层的微观组织和物相进行了分析。借助显微硬度计，研究了复合涂层的截面显微硬度分布规律。采用高温摩擦磨损试验机测试了复合涂层在真空400℃下的摩擦磨损性能。结果结果表明，激光熔覆NbC/Ni60复合涂层中物相主要由γ-(Ni，Fe)固溶体、Ni2Si、CrB、Cr23C6、NbC组成；熔覆层以胞晶和枝晶为主，NbC含量对复合熔覆层组织及其形态具有显著影响，少量NbC加入可使熔覆层组织细化；NbC质量分数为20%时，大量弥散的NbC颗粒在枝晶间有聚集趋势；NbC含量30%时，熔覆层中NbC相呈现大量块状、花瓣状形貌。NbC/Ni60复合涂层的硬度显著高于H13钢基体，随着NbC含量的增加，NbC/Ni60复合熔覆层的显微硬度逐渐提高，30wt%NbC含量的NbC/Ni60复合熔覆层平均硬度高达848HV。在真空400℃及压力100N、转速100r/min、时间7200s磨损工况下，20wt%NbC/Ni60复合涂层磨损失重最小因此高温耐磨性最好。10wt%NbC/Ni60复合涂层摩擦系数最小，NbC含量增加摩擦系数反而提高。结论NbC/Ni60复合涂层与H13钢基体具有很好的冶金结合，显著提高了高温耐磨性能；NbC颗粒硬质相具有较好增强作用，能明显提高NbC/Ni60复合涂层硬度和耐磨性；但粗大NbC相不利于耐磨性进一步提高。NbC/Ni60复合涂层磨损机制主要为磨粒磨损与疲劳剥落磨损。

• 单位
  暨南大学; 暨南大学韶关研究院