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采用激光熔注技术对材料进行表面强化具有显著的优点。本文将WC陶瓷作为注入颗粒,在Q235钢表面制备熔注改性层,并对激光熔注工艺进行系统研究,利用XRD、SEM、及EDS等测试手段对熔注层组织结构及成分进行分析,并对熔注层及基底的耐磨性能进行比较研究。工艺试验结果表明,Q235钢表面激光熔注WC颗粒涂层成形良好,基本无宏观缺陷,熔注层与基底材料形成冶金结合。XRD分析表明,激光熔注层组织结构比较复杂,由WC、W2C、以及Fe3W3C、Fe4W2C等M6C型碳化物组成。SEM分析表明,熔注层不同区域组织形貌差异比较大:熔注层上部的基体中析出块状、树枝状、十字花状初晶;而熔注层下部及底部的基体中分布着细鱼骨状共晶。熔注层各区域的WC颗粒周围均存在反应层。分析表明,颗粒周围的反应层与上部基体中的析出物,均为Fe3W3C。分析认为,WC颗粒经光束辐照表层熔化,进入熔池后,脱离固态WC颗粒表面的液态WC留在熔池上部并分解,在W原子富集区形核,凝固后在基体中析出块状、树枝状Fe3W3C初晶;仍然粘附在固态WC颗粒表面的液态WC分解,W和C原子依附WC颗粒表面形核并长大形成Fe3W3C反应层。硬度试验表明,激光熔注层硬度在1100~1400HV之间波动,平均硬度1354HV,将近Q235钢的6倍。摩擦磨损试验表明,100g载荷下,熔注试样开始400s内摩擦系数稳定在0.2,1000s时缓慢上升到0.6,摩擦系数波动较小,显示出良好的耐磨性能。结合磨痕观察,认为熔注层的磨损机制以磨粒磨损为主。熔注层良好的耐磨性能主要是通过WC硬质颗粒强化,同时熔注层特殊的颗粒镶嵌结构也很重要。WC颗粒作为硬质骨架,凸出于基体表面,减少基体磨损;M6C枝晶强化钉扎基体,使基体更有效的支撑WC颗粒。