激光重熔功率对HVOF喷涂WC-Ni涂层耐磨性的影响

为了探究微观组织结构的改变对涂层的硬度和耐磨性的影响,使用低成本的超音速火焰喷涂(HVOF)技术预沉积WC-Ni涂层,并利用50~150 W功率激光重熔后处理涂层,研究了激光重熔功率对WC-Ni涂层的显微组织、物相组成、显微硬度、耐磨损性能的影响。结果表明:采用150 W激光重熔后,涂层中的WC形成了蜂窝状骨架结构,使材料的韧性增强,可以显著抑制裂纹的生成和扩展;当激光功率较低时(50 W和100 W),涂层中并没有形成蜂窝状的骨架结构,但由于激光热作用,原始涂层扁平粒子之间的内聚力增强,硬度和耐磨性都有一定的提高。原始的WC-Ni涂层的硬度平均为327 HV_(0.2),50 W和100 W处理后涂层的硬度分别变为335 HV_(0.2)和346 HV_(0.2)。但150 W处理后的涂层中形成了均匀的蜂窝状WC骨架结构,且有部分WC和Ni形成了Ni4W,故150 W处理后的涂层硬度略有降低(288 HV_(0.2)),不过150 W处理后的涂层中的WC演变成了网状骨架结构,可以良好地抑制裂纹的形成与扩展,其磨损率最低,仅为3.544×10^(-5)mm^(3)/(N·m),相较于WC-Ni涂层[2.025×10^(-4)mm^(3)/(N·m)]、50 W[1.424×10^(-4)mm^(3)/(N·m)]和100 W[1.132×10^(-4)mm^(3)/(N·m)]激光重熔后涂层的磨损率分别降低了83.9%、75.1%和68.7%。蜂窝状WC-Ni结构涂层为开发耐磨材料提供了新的思路。