摘要
40Cr钢经调质处理后拥有优异的综合力学性能，常被用于制造齿轮、连杆以及轧辊等轴类零件。这类零件的工况较为恶劣，往往承受冲击、交变、振动等载荷作用，表面磨损严重，使用寿命较低。由于激光熔覆技术存在热输入可控、热影响区小等特点，可用于在40Cr表面制备拥有良好冶金结合的耐磨涂层。既能够保留40Cr基体较好的强度和韧性，又能增强基材表面耐磨性能。由于Fe、Ni等单一合金涂层对于40Cr表面耐磨性能提升有限，本文以WC陶瓷颗粒作为增强相，在40Cr钢表面分别制备WC质量分数为0%、10%、20%、30%的铁基复合涂层。论文主要工作如下： （1）采用单因素控制变量法研究激光工艺参数的变化对Fe901熔覆层宏观形貌的影响。以熔覆层的稀释率和成型系数作为综合评判指标进行正交实验，得到制备单道熔覆层的较优工艺参数。在此基础上进行搭接率优化，获取制备多道大面积熔覆涂层的较优工艺参数组合。 （2）配置不同混合比例（WC质量分数：0%，10%，20%，30%）的Fe901/WC复合粉末，基于优化后的工艺参数组合进行熔覆试验。采用OM、XRD、SEM和EDS等设备，观察WC含量变化对Fe901/WC涂层的宏观形貌、物相、显微组织以及组织成分的影响。分析WC部分溶解与熔池中其他元素形成的高硬度碳化物与宏观性能之间的内在联系，探究不同WC比例对涂层微观组织的影响规律。 （3）分析WC含量的变化对Fe901/WC涂层耐磨性能的影响。通过显微硬度计、摩擦磨损试验机以及超景深显微镜等仪器，研究WC含量对复合涂层的显微硬度、平均摩擦系数以及磨痕形貌的影响，探索激光熔覆Fe901/WC复合涂层的磨损机理。
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