[1]董会,惠瑞亮,赵鑫哲,等.激光熔覆WC/316L复合涂层结构及磨损性能[J].焊管,2024,47(1):27-31.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2024.01.005]
　DONG Hui,HUI Ruiliang,ZHAO Xinzhe,et al.Laser Cladding WC/316L Composite Coating Structure and Wear Properties[J].,2024,47(1):27-31.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2024.01.005]
点击复制

激光熔覆WC/316L复合涂层结构及磨损性能()
分享到：

《焊管》[ISSN:1001-3938/CN:61-1160/TE]

卷:
47
期数:
2024年第1期
页码:
27-31
栏目:
试验与研究
出版日期:
2024-02-01

文章信息/Info

Title:
Laser Cladding WC/316L Composite Coating Structure and Wear Properties
文章编号:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2024.01.005
作者:
董会; 惠瑞亮; 赵鑫哲; 袁天磊
1. 西安石油大学 材料科学与工程学院，西安 710065； 2. 西安市高性能油气田材料重点实验室，西安 710065
Author(s):
DONG Hui;  HUI Ruiliang;  ZHAO Xinzhe;  YUAN Tianlei
1. Xi’an Shiyou University, School of Material Science and Engineering, Xi’an 710065, China; 2. Xi’an Key Laboratory of High Performance Oil and Gas Field Materials, Xi’an 710065, China
关键词:
激光熔覆; 耐磨层; 耐磨性; WC增强金属基复合涂层
Keywords:
laser cladding;  wear?esistant coating;  wear resistance;  WC reinforced metal matrix composite coating
分类号:
TG456.7
DOI:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2024.01.005
文献标志码:
A
摘要:
为改善激光熔覆过程中WC增强金属基复合涂层分解与分布不均匀的问题，采用激光熔覆技术制备了50%WC含量的WC/316L复合涂层，分别采用扫描电子显微镜（SEM）、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔敷层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。结果显示，低热输入量可以防止WC颗粒下沉，提升熔覆层厚度方向上的WC颗粒分布均匀性；但WC的平面分布均匀性较差，同时低热输入导致WC颗粒结合较弱，易发生脱落；熔覆过程中，粉末中15%的WC发生分解。研究表明，通过降低激光热输入量，可以制备WC厚度方向较为均匀的复合涂层，提升熔覆层耐磨性，但是需要优化WC平面分布均匀性与WC颗粒结合性能。
Abstract:
In order to improve the problem of uneven decomposition and distribution of WC reinforced metal matrix composite coating during laser cladding, a 50% WC content WC/316L composite coating was prepared using laser cladding technology. The microstructure, hardness, and friction and wear properties of the deposited layer were characterized using scanning electron microscopy (SEM), microscopic Vickers hardness tester, and friction and wear testing machine, respectively. The results show that low heat input can prevent WC particles from sinking and improve the uniformity of WC particle distribution in the thickness direction of the cladding layer. However, the planar distribution uniformity of WC is poor, and low heat input leads to weak bonding of WC particles, making them prone to detachment. During the cladding process, 15% of WC in the powder decomposes. Research has shown that by reducing the laser heat input, a composite coating with a more uniform thickness direction of WC can be prepared, improving the wear resistance of the cladding layer. However, it is necessary to optimize in-plane distribution uniformity and the bonding of WC particles.

参考文献/References:

［1］ 陈华辉，邢建东，李卫.耐磨材料应用手册［M］.北京：机械工业出版社， 2012.［2］ CHEN P， WU Z， YI Y， et al. Effect of surface Cr/C infiltration on microstructure， mechanical properties and wear resistance of high chromium cast iron［J］.China Foundry，2022，19（3）：218-224.［3］ 程昊禹.致密油复杂地层优快钻井技术研究［D］.荆州：长江大学，2021.［4］ 谢杰，陈建云，李子骏，等.Ti-6Al-4V合金表面改性技术［J］.钛工业进展，2013，30（3）：1-6.［5］ GUO C，ZHOU J，ZHAO J，et al. Effect of ZrB2 on the microstructure and wear resistance of Ni-based composite coating produced on pure Ti by laser cladding［J］.Tribology Transactions，2010，54（1）： 80-86.［6］ 孙帅，李崇桂，李帅，等.WC含量对激光熔覆Al2O3/TiO2涂层组织与性能的影响［J］.金属热处理，2018，43（12）：78-82.［7］ 张浩，梁国星，刘东刚，等.高速钢表面激光熔覆Fe-Al-Ti-WC复合涂层［J］.热加工工艺，2020，49（24）：80-83.［8］ 吴厚平，张立，王元杰，等.化学包裹粉工艺制备粗晶粒WC-Co硬质合金［J］.中国有色金属学报，2010，20（4）：701-705.［9］ 黄伯云，韦伟峰，李松林，等.现代粉末冶金材料与技术进展［J］.中国有色金属学报，2019，29（9）：1917-1933.［10］ 徐天昊.铜合金表面制备Ni基涂层工艺与性能研究［D］.吉林：东北电力大学，2022.［11］ 李福泉，冯鑫友，陈彦宾.WC含量对WC/Ni60A 激光熔覆层微观组织的影响［J］.中国激光，2016，43（4）：117-123.［12］ 刘洪喜，冷凝，张晓伟，等.40Cr刀具表面激光熔覆WC/Co50复合涂层的微观组织及其磨损性能［J］.红外与激光工程， 2016， 45（1）： 190-195.［13］ 戎磊.激光熔覆碳化钨颗粒增强镍基合金梯度熔覆层的研究［D］.上海：上海交通大学， 2011.［14］ 胡柏林. WC含量与形态对镍基合金激光熔覆层组织及性能的影响［D］.兰州：兰州理工大学， 2020.［15］ 李福泉，陈彦宾，李俐群，等.Al合金表面激光钨极氩弧复合熔注WC颗粒研究［J］.中国激光，2009，36（10）：1718-2723.［16］ CHEN Y B，LIU D J，LI L Q， et al.WC P/Ti-6A1-4Vgraded metal matrix composites layer produced by laser melt injection［J］.Surface and Coatings Technology，2008（19）：4780-4787.［17］ FARAHMAND P， KOVACEVIC R. Laser cladding assisted with an induction heater（LCAIH） of Ni-60%WC coating［J］.Journal of Materials Processing Technology，2015（222）：244-258.［18］ 刘洪喜，纪升伟，蒋业华，等.旋转磁场辅助激光熔覆Fe60复合涂层的显微组织与性能［J］.中国激光，2013，40（1）：115-120.［19］ FOROOZMEHR E， LIN D， KOVACEVIC R. Application of vibration in the laser powder deposition process［J］.Journal of Manufacturing Processes，2009，11（1）：38-44.［20］ 钦兰云，王维，杨光.超声辅助钛合金激光沉积成形试验研究［J］.中国激光，2013，40（1）：76-81.［21］ NING Z， LI T， HUI G， et al.Effect of ultra?ine WC particles on microstructural evolution and wear behavior of Ni-based Nano-CeO2 coatings produced by laser［J］.Rare Metal Materials and Engineering，2018，47（1）：20-25.［22］ 杨胶溪，张健全，常万庆，等.激光熔覆WC/Ni基复合涂层［J］.材料工程，2016，44（6）：110-116.［23］ 疏达.激光熔覆碳化钨增强镍基涂层的原位合成机制及性能研究［D］.上海：上海交通大学，2019.［24］ 李倩，陈发强，王茜，等.激光熔覆WC增强Ni基复合涂层的研究进展［J］.表面技术，2022，51（2）：129-143.［25］ 桂王林，陈吉，崔霄.脉冲电流密度对Ni-WC/Co纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响［J］.材料保护，2018，51（1）：72-75.［26］ 车得福.多相流及其应用［M］.西安：西安交通大学出版社， 2007.［27］ ZHOU S W，XU T Y，HU C，et al.A comparative study of tungsten carbide and carbon nanotubes reinforced Inconel 625 composite coatings fabricated by laser cladding［J］.Optics & Laser Technology，2021（140）：106967.

相似文献/References:

[1]崔 妍,胡绳荪.金属间化合物对Cu基复合熔覆层磨损性能的影响[J].焊管,2018,41(6):19.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2018.06.004]
　CUI Yan,HU Shengsun.Influence of Intermetallic Compound on the Wear Properties ofCu-based Composite Cladding Layer[J].,2018,41(1):19.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2018.06.004]
[2]李 涛,张世通,高晓龙,等.H13钢激光熔覆工艺对熔覆层气孔缺陷的影响[J].焊管,2022,45(10):24.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.10.005]
　LI Tao,ZHANG Shitong,GAO Xiaolong,et al.Effect of Laser Cladding Process Parameters on Pore Defects in Cladding Layer of H13 Steel[J].,2022,45(1):24.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.10.005]
[3]邹家豪,李先芬,程慧敏,等.Nb对激光熔覆Fe45Mn30Co10Cr10Nb5高熵合金层组织与性能的影响[J].焊管,2022,45(12):15.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.12.003]
　ZOU Jiahao,LI Xianfen,CHENG Huimin,et al.Influence of Nb on Microstructure and Properties of Laser Cladding Fe45Mn30Co10Cr10Nb5 High Entropy Alloy[J].,2022,45(1):15.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2022.12.003]
[4]程慧敏,李先芬,沈虎,等.激光熔覆工艺参数对铅青铜熔覆层微观组织及性能影响[J].焊管,2023,46(5):29.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.05.005]
　CHENG Huimin,LI Xianfen,SHEN Hu,et al.Effect of Laser Cladding Process Parameters on Microstructure and Properties of Lead Bronze Clad Layers[J].,2023,46(1):29.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.05.005]
[5]叶俊洋,李先芬,沈虎,等.激光熔覆Ni60合金涂层裂纹控制研究*[J].焊管,2023,46(12):28.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.12.005]
　YE Junyang,LI Xianfen,SHEN Hu,et al.Research on Crack Regulation of Laser?ladding Ni60 Alloy Coatings[J].,2023,46(1):28.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.12.005]

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-04-20基金项目： 陕西省优势学科项目“材料科学与工程”（项目编号YS37020203）；陕西省大学生创新创业项目“基于核壳结构WC-316L复合粉末超硬涂层的制备与性能研究”（项目编号202110705081）。作者简介：董会（1981－），男，山东济宁人，副教授，博士，主要从事表面工程技术相关工作。
更新日期/Last Update: 2024-02-01