ceo2对镍基碳化钨激光熔覆层组织和耐腐蚀性能的影响

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1、CeO2对镍基碳化钨激光熔覆层组织和耐腐蚀性能的影响匡建新1汪新衡1，朱航生2(1.湖南工学院机械工程系；2.衡阳丰顺车桥有限公司产品部，湖南衡阳421002)摘要：采用Ni60+70wt%镍包碳化钨合金粉末在45钢基材表面进行了激光熔覆。对比研究了添加不同含量CeO2在不同激光功率条件下对激光熔覆层的显微组织、裂纹情况、硬度分布及耐腐蚀性能的影响。适量CeO2的加入能使镍基碳化钨金属陶瓷熔覆层组织细化，裂纹大为减少甚至消失，宏观质量得到显著改善。添加适量CeO2的激光熔覆层的耐腐蚀能力比不含CeO2的激光熔覆层要高且显著优于0Cr18Ni9不锈钢。关键词：CeO

2、2；激光熔覆；裂纹；微观组织；耐腐蚀性EffectofCeO2ontheStructureandCorrosionResistanceofNi/WCcladdinglayerKANGJian-xin1,WANGXin-heng1,ZHUHang-sheng2(1.Dept.ofMechanicalEngineering,Hu’nanInstituteofTechnology,;2.ProductsDivisionofHengyangFengshunAutomdbileAxleCO.LTD,HengyangHu’nan421002,China)Abstract:Ni

3、60+Ni/WCcompositealloycoatingson45steelhasbeenpreparedbylasercladdingtechnology.TheinfluenceofCeO2contentsandlaserpoweronthemicrostructure,crack,microhardnessandcorrosionresistancehasbeenstudied.Itisshownthatthemicrostructureoflasercoatingsisgreatlyrefinedandthecracksisobviouslyreduce

4、dorevenvanishedbyadditionofproperamountofCeO2.ThecorrosionresistanceofthecoatingswithproperamountofCeO2isbetterthanthatofthecoatingswithoutCeO2.Butthereisraisedremarkablywithsteel0Cr18Ni9.Keywords:CeO2;lasercladding;crack;microstructure;corrosionresistance引　言金属陶瓷激光熔覆中最棘手的问题是熔覆层的开裂和基体的

5、变形，并在很大程度上限制了这一技术的应用。对于金属陶瓷碳化钨熔覆层的开裂问题，国内外已进行了大量研究，并取得了一些进展[1~4]。不少研究表明，在合金粉末中加入适量的氧化物或稀土元素可改善熔覆层组织和性能。而且稀土对金属具有净化、变质和合金化作用，可显著改善金属材料的热加工性能、力学性能、抗氧化性能以及抗磨和耐腐蚀性能，因而在冶金、铸造、焊接等领域获得了广泛应用[5]。本文研究了不同激光功率下添加不同含量的CeO2对镍基碳化钨（Ni60+70wt%镍包碳化钨）激光熔覆层组织、开裂倾向、硬度分布和耐腐蚀性能的影响。1　实验材料、实验设备及测试方法实验所用基材为45钢

6、(尺寸为100mm×30mm×20mm)，待熔覆面经磨削加工，实验前用砂纸擦磨试块表面，除去氧化物，然后用丙酮和无水乙醇清洗干净，预热400℃。熔覆后自然冷却。采用的合金粉末为Ni60+70wt%镍包碳化钨。所掺入的CeO2粉末为分析纯，纯度≥99%，掺入量为0.1wt%。实验所用Ni60粉末成分列于表1。采用横流CO2气体激光器，最大输出功率为5kW。采用自动送粉工艺，用聚焦光束以一定的速度扫描试样表面，侧吹Ar气，防止熔覆过程中发生氧化及产生的烟尘和飞溅物污染镜片。对不同的合金粉均采用相同的激光熔覆工艺参数，其中激光功率为1.3kW~2.3kW，扫描速度为5m

7、m/s，光斑直径为6mm，送粉率为20g/min。Table1CompositionofNi60elementsCrFeCBSiNicontent/wt%15～1814.50.5～0.950～4.35～5.5bal将熔覆好的试样沿横截面经线切割切开，用金相砂纸从粗至细抛光，然后用金刚石研磨膏抛光，经5%硝酸酒精溶液腐蚀后，在4XB-TV金相显微镜上观察金相组织，在HXD-1000显微硬度仪上测试试样硬度。用线切割机沿激光扫描方向将激光熔覆层从基体表面切下（厚约0.5mm），然后机械减薄至0.2～0.3mm，以保证没有基体材料附着。在室温下进行全浸泡腐蚀试验，选用同

8、样大小的0