18CrNiMo7-6齿轮钢表面激光熔覆及其胶合承载性能研究

作者：杜佳俊; 米佳良; 师陆冰; 陈超; 刘忠明; 王文健; 丁昊昊

来源：表面技术, 2023, 52(09): 420-429.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.09.038

• 激光熔覆
• 18CrNiMo7-6齿轮材料
• 微观组织
• 胶合损伤

目的 基于激光熔覆技术提高18CrNiMo7-6齿轮钢的胶合承载性能。方法 以不同比例的Zr O2、MoS2和Ni基合金粉末为熔覆材料，采用同轴送粉激光熔覆技术在18CrNiMo7-6齿轮材料表面制备2种激光熔覆合金层，分析熔覆层的微观组织与显微硬度，并利用MJP-30A滚动接触摩擦磨损试验机对激光熔覆试样和渗碳试样进行胶合承载性能模拟试验。结果 NiCr20-3%ZrO2(质量分数，下同)熔覆层主要由枝晶组织和胞晶组织组成，其表面硬度约为620HV0.5;NiCr20-3%ZrO2-1%MoS2熔覆层相组成物有胞状晶、树枝晶和黑色的花形状颗粒，其表面硬度约为486HV0.5;NiCr20-3%ZrO2和NiCr20-3%ZrO2-1%MoS22种熔覆试样的临界失效载荷较渗碳试样的分别提高了8.41%和44.86%；其中，渗碳试样为典型的热胶合损伤，临界闪温为207℃；NiCr20-3%ZrO2熔覆试样未达到胶合临界闪温条件，其失效机制为熔覆层材料的疲劳剥落；NiCr20-3%ZrO2-1%MoS2熔覆试样在达到胶合临界闪温后，其表面的自润滑效果抑制了胶合的快速发展，当持续增大载荷至临界失效载荷后，随着表面疲劳裂纹的萌生与扩展最终形成局部材料脱落进而失效。结论 与齿面渗碳强化相比，齿面NiCr20-3%ZrO2-1%MoS2激光熔覆强化更能有效提高胶合承载性能。

• 单位
  西南交通大学; 郑州机械研究所有限公司; 中国运载火箭技术研究院