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激光熔覆技术是高能量密度表面处理技术的一种,具有许多其它表面处理方法无法比拟的优点。镍基白熔性合金粉末具有优良的耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等综合性能。超声波对金属凝固组织细化有很好的改善作用。本文研究了超声波对激光熔覆Ni60B及WC/Ni60B涂层的影响,通过扫描电镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度测试系统和多功能表面综合性能测试仪对熔覆层的显微组织结构、裂纹情况、显微硬度和摩擦磨损性能进行了系统分析。研究结果及主要结论如下:(1)本文研究中,主要熔覆工艺参数对熔覆层宏观形貌和熔覆裂纹影响程度大小依次为:扫描速度>电流、脉宽(即功率)>送粉量>频率。(2)添加超声振动后Ni60B熔覆组织变得均匀细小,枝晶数量减少,等轴晶数量增加。Ni60B+10%WC涂层中WC基本上全部溶解,超声波促进了WC在熔覆层中的均匀分布和组织细化;Ni60B+20%WC熔覆层底部出现充分溶解的WC相,熔覆层中部有大量溶解再析出的WC,WC的团聚被削弱。WC集中分布在熔覆层中上部的特点使熔覆层既可获得更高硬度和更好耐磨性,同时又保证了与基体的良好冶金结合。超声波对Ni60B+10%WC涂层组织的改善更显著。(3)Ni60B熔覆层的裂纹为垂直熔覆方向的横向裂纹,熔覆层上部的裂纹以冷裂纹为主,横贯熔覆截面的裂纹以热裂纹为主,添加超声振动后,裂纹数显著减少,但仍有少量微裂纹,添加1%Y2O3后制得无裂纹质量良好的熔覆层;WC/Ni60B熔覆层中有很多垂直和沿熔覆方向的宏微观裂纹,添加超声振动后裂纹数量明显减少、开裂程度减弱,超声波对含20%WC熔覆层的裂纹抑制作用更为明显。(4)未加超声振动时,Ni60B和WC/Ni60B熔覆层的显微硬度波动性较大;添加超声振动后,熔覆层显微硬度的均匀性和硬度值均有提高。Ni60B+1%Y203涂层的显微硬度可达1100HV0.2,Ni60B+10%WC涂层表层硬度高达1750HV0.2。(5)超声振动可提高Ni60B和WC/Ni60B熔覆层的耐磨性,摩擦系数稳定性变好,磨损机理前者主要为疲劳磨损,后者主要为疲劳磨损和磨粒磨损。经超声振动的Ni60B+10%WC涂层耐磨性最好,摩擦系数最小。