半导体激光熔覆CoB4C复合的范例.docx

半导体激光熔覆Co/B4C复合材料的研究闵大勇1，熊大辉1，蔡菲菲1，王喜2，叶兵1,*，卢飞星1，王爱华1,21激光先进制造技术湖北省重点实验室，华工科技产业股份有限公司，武汉，邮编4302232华中科技大学材料科学与工程学院，武汉，邮编430074摘要：本文采用3KW半导体激光在45#基体上激光熔覆Co/B4C复合材料，并研究了B4C含量对熔覆层裂纹、组织和硬度的影响规律，获得了最佳的B4C含量。结果表明，B4C含量从ω（B4C）=1.0%增加到ω（B4C）=2.0％时，熔覆层无裂纹和气孔等缺陷，B4C达ω（B4C）=3.0%时，熔覆层出现裂纹；熔覆层与基体呈冶金结合，呈致密均匀的枝晶组织，枝晶组织随B4C含量增加逐渐细化；随着B4C含量的增加；熔覆层的显微硬度由无B4C的HV0.2400提高到约HV0.2 900，强化效果显著。关键词半导体激光熔覆；Co/B4C复合材料；组织；显微硬度中图分类号：TN249 文献标识码：A dio：10.3788/A00Co/B4C composite coatings on medium carbon steel produced by diode laser claddingDayong Min1,Dahui Xiong1, Feifei Cai1, Xi Wang2, Bin Ye1, Feixing Lu1, Aihua Wang1,2（1 Hubei Key Lab of Laser Advanced Manufacture Technology，Wuhan HuagongTechnology Industrial Stock Co. Ltd, Wuhan, 430223，china；2 School of Materials Science and Engineering，Huazhong University of Science and Technology, Wuhan,Hubei430074，china）Abstract: A 3KW diode laser was adopted toproduce Co/B4C composite coatings on medium carbon steel. Influences of B4C content on cracking, microstructure and microhardness of the laser-clad coatings were investigated to optimize the B4C content. Results show thatthe laser-clad coatings with B4C content from 1wt.% to 2.0wt% were free of cracks and pores, but the coating containing 3.0wt.%B4C presented cracks; Laser-clad coatings were metallurgically-bonded to the substrate, displayed fine dendrite and became finer with an increase in B4C content. Significant strengthening effect(microhardness from HV0.2 400 to HV0.2 900) was achieved by the introduction of B4C particulate.Keywords:Diode laser cladding； Co/B4C composite； microstructure；microhardness引言激光熔覆可在廉价的金属材料上制取高性能的表面合金层，赋予特定的性能或功能，以替代大量的块状高级合金，节约金属元素，降低能源消耗或对零件表面进行局部修复。陶瓷材料具有高的硬度和优良的耐磨、耐蚀、耐热和高温抗氧化性能，但脆性较大，且难以加工，因此受到了限制。用高能量密度的激光熔覆高硬度和耐磨损的金属-陶瓷涂层为陶瓷材料的应用开辟了一条新径，是现代材料科学技术中一个活跃的研究领域。它成功地将金属的延性、高强度和陶瓷相的高熔点、较好的化学稳定性等结合起来，构成一种新的复合材料，具有广阔的应用前景。如将其应用在模具、轴类零件等易磨损部位上，可以大幅度提高工件使用寿命，降低成本，提高生产率。钴基合金具有良好的高温耐磨和抗蚀性能，被广泛应用于电力、冶金、石化、水利等领域，激光熔覆钴基合金方面的研究已有大量报道，但当钴基合金熔覆层硬度大于HRC40以后，熔覆层易出现开裂[