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激光熔覆具有能量密度集中,冶金结合致密等优点,试验采用激光熔覆技术在45钢表面制备镍基/陶瓷复合层,从而提高材料的表面性能,延长泥浆泵缸套使用寿命。试验选取Ni35为自熔性合金粉末,选取Sialon(Si3N4、A1203、AlN)和WC为强化相粉末,对合金粉末配比及熔覆工艺参数进行了优化,对梯度熔覆工艺进行了设计,并对两种合金系陶瓷粉末的成形特点、组织及性能进行了对比分析。确定了 Sialon陶瓷粉末的配比为:56%Si3N4+34%A12O3+10%AlN。设定了梯度熔覆工艺:梯度熔覆Sialon合金系(第一层:6%Sialon+94%Ni35,第二层:20%Sialon+80%Ni35);梯度熔覆 WC 合金系(第一层:40%WC+60%Ni35,第二层:60%WC+40%Ni35)。并采用不同的熔覆工艺参数制备了合金系熔覆层。对Sialon合金系梯度熔覆层及WC合金系熔覆层显微组织进行分析。Sialon合金系梯度熔覆层与母材界面区为波浪形曲线,平均稀释率约为1/8;WC合金系熔覆层与母材界面区较为平直,稀释率较低。两熔覆层的梯度界面处平均稀释率均较大。两熔覆层与母材结合处均存在条状亮带,为平面晶区,证明基体和熔覆层之间形成了优质的化学和冶金结合。熔覆层中当强化相比例相对较少时,在温度梯度作用下,易形成柱状晶组织,当强化相比例较高时,固溶及弥散强化发挥主要作用,组织成胞状晶形态。WC合金系熔覆层中含有未熔WC颗粒,而Sialon合金系熔化较为充分。通过EDS和XRD分析,确定了熔覆层的元素分布,熔覆层显微组织凹坑处主要成分为Ni,强化相成网状分布在其周围。Sialon合金系梯度熔覆中析出了 Ni-Cr-Fe、Al1.1Ni0.9及AlxFe3Si1-x等强化相。WC合金系熔覆层中析出了 Cr23C6、Cr7C3及Ni3Fe等强化相。对Sialon合金系梯度熔覆层及WC合金系熔覆层的缺陷进行分析。凝固过程中因材料的整体性不能自由收缩导致熔覆层中均存在贯穿性裂纹。熔覆过程中Si3N4及WC高温分解形成了气孔缺陷,随激光功率增加,气孔纵深及气孔率均变大。Sialon合金系熔覆层微裂纹多集中在界面处,主要是由界面结合处较大的温度梯度及过冷度产生的应力集中造成;WC合金系熔覆层微裂纹多集中在网状强化相上,主要是由于未熔WC颗粒严重影响了合金熔液的流动性,合金熔液凝固过程中的体积收缩得不到及时补偿,造成了大量的应力集中。Ni熔点相对强化相较低,凝固过程中最后凝固,由于体积收缩得不到补偿形成凹坑,降低了熔覆层的致密度。Sialon合金系梯度熔覆层,在激光功率相同的情况下,熔覆速度越慢,熔覆层显微硬度越高,耐磨性越好;在熔覆速度相同的情况下,激光功率越大,熔覆层显微硬度越高,耐磨性越好。WC合金系梯度熔覆层,随WC含量的增加,熔覆层失重量逐渐减少,耐磨性相应提高。