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一種具有優(yōu)異抗腐蝕磨損的合金涂層激光熔覆技術(shù)

發(fā)布時間:2021-05-27 閱讀量:4118

所屬領(lǐng)域:裝備制造,、新材料

研究目的:在腐蝕環(huán)境(包括海水)下服役的零部件,,常常遭受嚴(yán)重的腐蝕磨損。不銹鋼雖然具有良好的耐蝕性,,但常常不能滿足苛刻的抗腐蝕磨損要求,。為此,本課題提出在不銹鋼表面激光熔覆一種鐵基合金,,形成冶金結(jié)合,、無裂紋和孔洞的合金涂層,并通過對不銹鋼表面成分及組織結(jié)構(gòu)的調(diào)控,,以較低的成本大幅提升其抗腐蝕磨損性能,。

目前開發(fā)階段:實驗室成熟技術(shù)

成果簡介

為了能夠滿足在腐蝕環(huán)境下的抗腐蝕磨損要求,零部件常常采用不銹鋼制造,。而苛刻的腐蝕磨損工況下,,不銹鋼及一些傳統(tǒng)的涂層材料難以滿足使用要求。針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,,本課題提出一種應(yīng)用于腐蝕環(huán)境下的金屬涂層的激光熔覆制備方法,。根據(jù)基體材料設(shè)計涂層合金成分,通過打底層等工藝手段調(diào)控涂層的合金成分,。然后,,通過利用激光束的高能量密度,將不銹鋼和一層薄的鐵基非晶粉末熔融,,并經(jīng)相互滲透和擴(kuò)散互熔形成一種多相結(jié)構(gòu)的復(fù)合涂層,。該合金涂層呈冶金結(jié)合、無裂紋和孔洞,。再采用添加劑及熔覆工藝方法調(diào)控涂層的合金成分及組織結(jié)構(gòu),,形成具有比不銹鋼更加優(yōu)異的減磨性、耐磨性,、耐腐蝕磨損性,。

具體方法包括:采用市售鐵基非晶粉末(純度 99.9%,粒徑 200~325 目)為原始材料,,其各元素原子百分比分別為 Fe50~60%,,Mo7~15%Cr4~9%,,Si3~6%,,Al3~6%Y2~5%,,Co2~5%,。采用 GD-ECYW300 型脈沖式光纖激光器對所制備好的粉末進(jìn)行激光熔覆。峰值功率 5.0~6.0kW,,熔覆速度 160~200mm/min,,頻率 8~16Hz,并在熔覆過程中使用氬氣做保護(hù)氣沿激光加工方向吹氣保護(hù),。所制備的合金涂層在 Ringers 腐蝕性溶液中,,10N 載荷下的摩擦系數(shù)非常低(前期低于 0.1),,說明所制備的涂層有很好的自潤滑作用。與 316L 不銹鋼相比,,該涂層的摩擦系數(shù)降低 35%,,磨損率僅為 316L 1/3

新材料2 NaCl溶液下腐蝕磨損后的形貌照片