摘要
机械零件的磨损、疲、腐蚀等失效形式往往发生在工件的表面，利用激光熔覆的手段在零件表面制成一层兼具高硬度、高耐磨、耐腐蚀、抗氧化性等优异特性的涂层，能够有效减少由于这些失效带来的零件损耗。高熵合金具有优异的综合性能，可以通过激光熔覆的技术在材料表面制备一层高熵合金涂层，强化零件表面特性以达到延长其使用寿命的目的。 AlCoCrFeNi系的高熵合金拥有优异的耐磨性、耐腐蚀性，但是塑性差、容易产生裂纹，且硬度较低，严重影响了AlCoCrFeNi系高熵合金的推广应用。为了提高熔覆层表面成型性能和改善其涂层内部缺陷，实验采用激光熔覆的技术在45钢表层制备AlCoCrFeNi+xwt.%硼铁粉（x=3、4、5、6、7）和AlCoCrFeNi+xwt.%CeO2的高熵合金涂层，研究硼铁粉和CeO2的加入量，对AlCoCrFeNi系的高熵合金涂层成型质量的影响，并对其微观组织和硬度、摩擦磨损性能进行分析。选择最佳的添加剂和添加比例，再加入不同含量的Mo，研究其含量对熔覆涂层的硬度、摩擦磨损性能的影响及微观组织的变化。实验的结果如下： 1、未加入硼铁粉的AlCoCrFeNi高熵合金涂层表面出现根瘤和裂纹，加入3-6wt.%硼铁粉能够不同程度改善AlCoCrFeNi高熵合金涂层表面质量。当加入4wt.%的硼铁粉时，熔覆层可以获得最佳的表面宏观形貌，裂纹缺陷大大减少甚至消除，且涂层平均硬度达到566.79±34.29HV0.5，摩擦系数降低到0.332±0.019，磨损量减少了50%。 2、加入1.5wt.%的CeO2能够降低熔覆过程中的飞溅，有效地改善高熵合金熔覆层表面的裂纹，提高熔覆层的表面平整性。加入0.5~4wt.%CeO2，熔覆层的硬度略有提升，最高提升60HV0.5。加入CeO2后AlCoCrFeNi高熵合金涂层的摩擦系数减少，且磨损量有所减少。与加入硼铁粉相比，加入CeO2对AlCoCrFeNi高熵合金涂层成型质量的改善效果更明显，因此选择加入CeO2作为改善涂层成型性能的添加相。 3、AlCoCrFeNiMox涂层微观组织晶粒细化，x=0.3时，熔覆层组织由BCC相转变为BCC和FCC的混合相，x=0.4时可以观察到明显的富含Cr、Mo的析出物，x=0.5时硬度提高最明显，表面平均硬度达到756HV0.5、摩擦系数降低为0.191、磨损量降低了约58%，力学性能较AlCoCrFeNi涂层大大提升。
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