论文部分内容阅读
本文研究利用激光熔覆方法在H13热作模具钢表面制备Cu/TiB2复合涂层,实现对其表面性能的提高,特别是对高温摩擦磨损性能的改善。通过系统实验,研究了激光工艺参数、TiB2含量对涂层组织和性能的影响,并对直接添加TiB2强化颗粒和原位自生TiB2颗粒两种涂层的组织和性能进行了对比。得到主要研究结果如下:采用正交实验法研究工艺参数和TiB2添加量对涂层组织和性能的影响,TiB2的最佳添加量为30wt%,此时,优化的涂层制备工艺参数为激光功率995W、激光扫描速度10mm/s、激光离焦量35mm。涂层厚度约为600～700μm,涂层硬度明显提高,约为550～650HV0.5,并沿深度方向逐渐降低,热影响区的硬度先增加后迅速降低到基体硬度,最高能达到672HV0.5。采用高温摩擦磨损实验和热震实验对激光熔覆涂层的摩擦磨损性能进行评价。实验结果表明,熔覆层能显著提高H13钢表面耐高温摩擦磨损能力,性能提高了一倍。涂层经过100次热冲击而不产生开裂和剥落现象。利用激光熔覆可原位合成TiB2颗粒强化Cu基复合涂层,原位合成的TiB2颗粒弥散分布于涂层中,涂层的硬度随(Ti+B)含量的增多而增加,最高硬度可达到600HV0.5。高温摩擦磨损性能随(Ti+B)含量的增多而明显改善。涂层经100次热震后仍然保持良好,未发现涂层剥落现象。两种制备方法所获得的涂层组织和性能对比结果表明,直接添加TiB2强化颗粒涂层具有更高的硬度,更好的高温耐摩擦磨损能力,而原位自生TiB2颗粒涂层具有更均匀的组织结构,更佳的耐热震性能。