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摘要
为解决颗粒增强金属基复合涂层制备过程中颗粒分解、沉底及涂层开裂等问题,提出一种新的等离子重熔注射(Plasma Remelting and Injection,PRI)方法。PRI法利用较低能量的等离子弧重熔熔覆层表层,通过精确控制增强颗粒的注射角度来避免与等离子弧的接触,实现颗粒的熔池尾部注入。在重熔过程中,较低的能量输入减小了增强颗粒的熔化,且较浅的熔深进一步避免了颗粒沉底,从而提升颗粒对涂层的改性增强作用。通过热像仪图像处理与几何关系计算得到增强颗粒的最佳注射角,制备出WC颗粒增强的铁基复合涂层。研究了复合涂层中WC颗粒的分布、微观结构、硬度和残余应力,分析了WC颗粒的溶解机制,并对其热损伤程度进行半定量评估。与等离子同轴送粉制备的复合涂层对比结果表明,同轴送粉涂层的WC颗粒有明显沉底,且颗粒内部出现穿晶裂纹,导致涂层出现严重开裂;PRI法有效避免了WC颗粒下沉,其热损伤程度降低,且在涂层表面生成M6C碳化物;PRI法制备的涂层在距离表面1.5mm范围内硬度显著提升,涂层表面热残余应力下降了33.5%,有效降低了涂层开裂倾向。
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