Cr2WC2Ni60热喷焊复合涂层的微观结构研究.pptx

揭示Cr2WC2Ni60复合涂层的微观特性与性能Cr2WC2Ni60热喷焊复合涂层的微观结构研究

content目录01实验材料与方法02实验结果与分析03涂层性能探讨04结论与应用前景

实验材料与方法01

基体材料与涂层粉末介绍基体材料选用Cr12MoV钢，高碳高铬莱氏体钢，耐酸高合金钢，用于冷作模具，具有高耐热性、高淬透性、大承载能力，但韧性与硬度不足。涂层粉末成分WC2Ni60与Cr2WC2Ni60粉末，WC粒度0.03-0.05mm，Ni60粉含B、Si、C、Cr、Fe、Ni，粉末配比1:3，Cr2WC表面镀Cr增强稳定性。粉末特性WC粉末硬度高、耐磨性好，Cr2WC表面镀Cr防止WC高温分解，提高涂层耐磨性，Ni60粉提供良好结合力。材料化学成分Cr12MoV钢含C、Mn、Si、Cr、Ni、Mo、V、S、P、Fe，WC2Ni60与Cr2WC2Ni60粉末化学成分精确，保证涂层性能。

热喷焊工艺流程01预处理试样先用丙酮超声波清洗，去除表面杂质，随后进行300℃～400℃预热处理，增强粉末粘附力。02表面粗化预热后，对试样表面进行粗化处理，增加粉末与基体接触面积，促进冶金结合。03粉末喷涂采用QH22/h型氧乙炔火焰喷枪，喷涂约1.1mm～1.5mm厚的Cr2WC2Ni60粉末，形成复合涂层。04后处理喷涂后，进行表层重熔，空气冷却，再经过粗磨、细磨、精磨和抛光，优化涂层表面质量。

实验结果与分析02

物相分析X射线衍射分析Cr2WC2Ni60涂层主要物相为Ni3(Cr,Fe)、W、WC、W2C和Ni5Si2，无Cr相，Cr与Ni形成化合物。衍射峰强度W2C和WC为主要成分，衍射峰强度分别达78%和56%，存在硬质相W，证实Cr保护WC免于分解。熔池观察Cr2WC2Ni60熔池中出现颗粒，未镀Cr的WC熔池则无，证明Cr有效防止WC高温分解。Cr的作用Cr镀层有效阻止WC高温分解，维持涂层中硬质相完整性，增强涂层性能。

显微硬度分析硬度分布特征Cr2WC2Ni60涂层硬度显著高于WC2Ni60，最高达1521.177HV，归因于硬质相碳化物与硼化物分布，形成Ni2Cr固溶体，实现涂层强化。界面性能优化界面结合强度高，无明显硬度跃迁或裂纹，冶金结合紧密，合金元素扩散有效降低性能差异，增强界面强度。热影响区硬度热影响区硬度随远离母材方向逐渐下降，反映合金元素扩散及涂层元素共同作用，形成牢固冶金结合。

显微组织分析涂层与基体结合SEM显示涂层与基体冶金结合良好，无裂纹，少量气孔存在，Cr2WC2Ni60涂层气孔更少更小。WC粒子形态WC粒子与Ni基合金嵌入式生长，Cr2WC2Ni60涂层周围出现平面晶和枝晶混合组织，增强耐磨性。硬质相分布枝杆为γ2Ni，枝间为Ni、Cr基第二相硬质相点，有效提升涂层整体性能。

涂层性能探讨03

涂层与基体结合强度冶金结合分析Cr2WC2Ni60复合涂层与Cr12MoV基体形成牢固的冶金结合，界面无明显裂纹，结合强度高。元素扩散作用热喷焊过程中，Cr、Ni、Fe、C等元素在界面两侧发生互扩散，增强涂层与基体的结合。显微硬度分布涂层显微硬度沿层深方向变化平缓，界面处无显著梯度跃迁，表明结合强度良好。

涂层耐磨性提升机制硬质相强化Cr2WC2Ni60涂层中分布的硬质相碳化物和硼化物显著提升了耐磨性，形成Ni2Cr固溶体，实现涂层的固溶强化和弥散强化。冶金结合优化涂层与基体间的冶金结合增强了界面性能，降低了界面两侧材料性能差异，提高了结合强度，有利于耐磨性的提升。Cr膜保护作用Cr膜有效阻止了WC在高温下的分解，保持了硬质相的完整性，进而维持了涂层的高硬度和耐磨性。元素扩散效应热喷焊过程中的元素互扩散，如Cr、Ni、Fe、C等，促进了涂层与基体的紧密结合，间接提升了涂层的整体耐磨性能。

结论与应用前景04

涂层微观结构特点总结共晶组织优势Cr2WC2Ni60复合涂层展现出平面晶与枝晶混合的共晶组织，显著增强耐磨性。硬质相点分布枝间分布的Ni、Cr基硬质相点，提供额外的机械支撑，提升涂层韧性。冶金结合强度涂层与基体间形成牢固的冶金结合，得益于元素间的互扩散作用，确保界面稳定性。显微硬度特性涂层显微硬度分布均匀，无明显梯度跃迁，硬质相生成实现弥散强化效果。

Cr2WC2Ni60涂层的应用潜力01耐磨性能提升Cr2WC2Ni60涂层显著提高耐磨性，适用于高磨损环境下的工件保护。02高温稳定性涂层在高温下保持稳定，适合热加工设备的防护。03冶金行业应用在冶金领域，如轧辊、模具等，涂层可延长使用寿命，减少维护成本。04机械制造革新推动机械零件表面改性技术进步，增强产品竞争力。

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