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应用激光2026年第05期:激光熔覆Stellite 12涂层工艺及耐磨蚀性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王德安;孙文磊;张团;黎勇;周庆松;

单位:新疆大学机械工程学院,新疆增材再制造重点实验室;

摘要:为提升310S不锈钢表面耐磨性及耐腐蚀性,解决因严重磨损及腐蚀造成的零件失效问题,利用激光熔覆技术在基体表面制备Stellite 12合金涂层,以激光功率、扫描速度、送粉率为影响因素,以硬度和稀释率作为表征变量,利用正交试验的极差、方差分析方法对工艺参数进行优化。选择3组较优工艺参数所制备的涂层,通过X衍射仪分析其物相组成,并通过扫描电镜研究其涂层形貌及元素分布。最后对宏观形貌、XRD及SEM进行联合分析得出一组最优工艺参数组合。研究发现:最优工艺参数为激光功率1 150 W、扫描速度12 mm/s、送粉率2.5 r/min。涂层物相主要由固溶体(γ-Co)、碳化物M_7C_3和M_(23)C_6组成。涂层的耐磨损性能大幅度提高,熔覆层的平均摩擦系数约为0.41,低于基体的平均摩擦系数0.67;涂层的磨损量为2.87 mg,约为基体磨损量4.32 mg的66%。涂层的自腐蚀电位为-0.7 V,大于基体的自腐蚀电位-0.9 V,涂层的电弧半径明显高于基体,说明涂层能够降低基体腐蚀速率;涂层的相位角峰值为240°左右,明显高于基体,说明Stellite 12合金涂层具有良好的耐腐蚀性。综上所述,Stellite 12合金涂层能显著提升310S不锈钢表面强度。

关键词:激光熔覆;;Stellite 12;;物相组成;;显微组织;;摩擦磨损行为;;电化学腐蚀行为

基金资助:自治区重点实验室开放基金(2020520002);; 机械装备关键零部件先进表面工程关键技术研发(2022B01036)