摘要

为了探究添加不同质量分数铜对铜钴合金复合涂层显微组织、物相组成、硬度及耐腐蚀性影响的目的,采用光纤激光器在316L不锈钢基体上利用激光熔覆技术制备铜钴合金复合涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、能谱分析(EDS)、电化学工作站等方法,对铜钴复合涂层进行了理论分析和实验验证,取得了铜钴复合涂层显微组织、硬度、耐腐蚀性等相关数据。结果表明,铜钴合金复合涂层晶粒类型主要有树枝晶和柱状晶,添加1%铜基合金时熔覆层晶粒组织最为致密且晶粒尺寸最小,随着铜质量分数的提升熔覆层晶粒尺寸逐渐增大,当添加铜质量分数为10%时出现明显气孔及富集颗粒。铜钴合金复合涂层的显微硬度较基体均得到明显提高,当添加质量分数1%的铜时,熔覆层维氏硬度达到最优,可达540.4 HV,约为基体平均硬度203.5 HV的2.65倍;对铜钴合金复合涂层进行X射线衍射仪分析后发现复合涂层中的物相主要有CoCx、Co0.52Cu0.48、Cr2Fe14C等物相。对铜钴合金复合涂层进行能谱分析后发现复合涂层中的Co、Cu、Fe与Cr 等元素在基材316L不锈钢与复合涂层之间出现明显的扩散现象,添加铜基合金质量分数增大后,Fe元素、Ni元素的沉降现象愈发明显;随着铜的质量分数提升,合金涂层的耐腐蚀性呈现先增强后减弱的趋势,在1%时获得最优耐腐蚀性。该研究对扩展铜钴合金复合涂层实际应用范围具有一定意义。