42CrMo钢表面激光熔覆钴基金刚石耐磨层组织及性能

作者：罗亮斌; 梁国星^*; 刘东刚; 郝新辉; 黄永贵; 赵建

来源：表面技术, 2023, 1-13.

• 激光熔覆
• 复合熔覆层
• 显微组织
• 显微硬度
• 耐磨性

目的为增强42CrMo钢耐磨性，改善其严重磨损失效问题。方法采用激光熔覆技术同步送粉的方式在42CrMo钢表面制备金刚石/WC颗粒增强钴基复合熔覆层，借助SEM、EDS、XRD、显微硬度仪和多功能综合性能测试仪，研究了熔覆层宏观形貌与微观组织、物相组成、显微硬度与耐磨性。结果使用Ti/TiC粉末对金刚石进行预处理可以改善其烧蚀和石墨化；适量ZrH2提升了熔覆层宽厚比，促进了熔池对流传质作用，同时，活性元素Zr改善了金刚石颗粒的润湿性能，提高了粘结相对金刚石的把持力。熔覆层多道搭接过渡均匀，其显微组织主要由细小枝晶及致密网状碳化物共晶组成，熔覆层与基体结合区域反应生成了平面晶组织，进而提高了熔覆层结合强度。激光熔覆热特性使W2C、ZrC、γ-(Co，Fe)、M6W6C、CoZr2、(Ti，Zr)O2、TiCx、Co3Ti等物相存在于熔覆层内，细晶强化及弥散强化作用使得熔覆层平均显微硬度(1002HV0.2)是基体的3倍。熔覆层平均磨损质量损失是基体平均磨损质量损失的1/2，熔覆层平均摩擦因数也明显低于基体，表明熔覆层耐磨性能得到提升，其磨损机制主要为磨粒磨损，熔覆层内金刚石因承担摩擦载荷而钝化，但磨痕中的金刚石完整且未发生脱落。结论 金刚石/WC颗粒增强钴基复合熔覆层的耐磨性显著提高，可用于42CrMo钢表面强化。

• 单位
  太原理工大学