H13鋼表面制備鈷基合金覆層的組織性能研究.pdf

1、目前，模具技術已經(jīng)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志，而模具壽命是直接影響產(chǎn)品質量、加工效率和成本的重要因素之一。熱疲勞是熱作模具主要失效形式，據(jù)統(tǒng)計，熱作模具中由于熱疲勞導致失效的占失效總量的60～70％。因此通過模具表面技術提高熱作模具的壽命具有重大的國民經(jīng)濟意義。 本文通過激光熔覆和真空熔結兩種技術在H13鋼表面制備了鈷基合金覆層，利用光學顯微鏡、掃描電鏡(附帶EDS)、XRD和顯微硬度計等試驗設備分析了覆層的組織結構

2、、硬度等性能。研究了兩種技術制備的覆層的界面結合情況及熱疲勞等性能。 試驗結果表明，激光熔覆鈷基合金覆層在組織結構上分為熔覆區(qū)、結合區(qū)和熱影響區(qū)。激光熔覆層組織隨掃描速度增大、激光功率減小而變得細小，根據(jù)試驗分析得出了較佳的工藝組合。多道搭接熔覆層由于基體材料溫度升高，凝固時界面結合區(qū)溫度梯度減小，不形成激冷層，界面處沒有平面晶區(qū)。真空熔結鈷基合金覆層組織致密，與激光熔覆層相比組織粗大，在界面處發(fā)生較高元素擴散,形成擴散結合界面

3、。激光熔覆層組成相主要為γ-Co、Cr23C6及Ni2.9Cr0.7Fe0.36等相；真空熔結層主要由Co、Cr7C3和Ni2.9Ct0.7Fe0.36等相組成。 激光熔覆層細小的組織使其具有較高的表面硬度，硬度隨著激光掃描速度的增大及激光功率的減小而增大，表層由于合金元素的燒損，硬度值較次表層稍有下降，真空熔結層硬度較低。多道搭接熔覆時硬度比單道熔覆硬度低。 熱疲勞失效是熱作模具的主要失效形式，試驗結果表明，激光熔覆鈷