激光熔注技术是一种有效制备金属复合基材料的方法,该技术利用激光束在金属表面形成熔池,同时将增强颗粒直接注入到熔池中,从而制备出性能优异的复合材料涂层。本文通过在激光熔注过程中添加稳态磁场,在316L不锈钢基体上熔注WC颗粒,研究稳态磁场对激光熔注WC涂层组织与性能的影响。本文先对不同激光工艺参数对激光熔注涂层的影响进行研究,发现不同的激光功率、扫描速度和送粉量对熔注涂层的形貌和颗粒含量均有影响。在工艺研究的基础上,选择合适的工艺参数进行不同磁场强度下的激光熔注试验。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)等手段对激光熔注WC涂层组织结构及物相组成进行观察与分析,采用自动维氏硬度计、摩擦磨损试验机测试涂层的显微硬度、摩擦磨损性能。研究表明,稳态磁场对熔池流动具有抑制作用,进而影响WC颗粒在涂层中的分布情况。当磁场强度达到1.4 T时,WC颗粒集中分布在熔注涂层表面。熔注涂层物相主要由γ(Fe-Ni)固溶体、WC、W2C和M6C(Fe3W3C,Fe4W2C)组成。在组织形貌上,未添加稳态磁场的熔注涂层的上部与下部均存在大量的柱状晶和鱼骨状组织。而添加稳态磁场的涂层上部组织较为均匀,仅存在十分细小的共晶组织;熔池的下部无WC颗粒存在,组织主要为γ相枝晶。在稳态磁场辅助制备多道搭接涂层发现,搭接区域WC颗粒含量较未搭接区域的多,搭接区域的组织与未搭接区域的组织差异较大。同时对熔注涂层的性能进行分析,发现未添加稳态磁场的熔注涂层整体硬度较添加磁场熔注涂层的硬度高,不同组织的硬度差异较大。磁场强度为1.4 T的熔注表面耐磨性明显提高,摩擦系数为0.7,其摩擦系数比无磁场的熔注涂层降低30%。无磁场的涂层表面磨痕较深且WC颗粒破碎情况较严重;磁场辅助的涂层表面无明显磨痕且WC仅发生少量破碎。