摘要
超高速激光熔覆作为一种新兴的激光熔覆技术，其克服了传统激光熔覆涂层过厚、基体热输入大，稀释率高以及熔覆效率低的缺点，生产过程对环境十分友好，制备的涂层与基体为冶金结合，性能优异。本文采用较为廉价的铁基粉末和FeB合金粉末制备了不同B含量的原位合成（Fe,M）2B（M为Cr、Ni）增强铁基涂层，研究了工艺参数对涂层成形质量的影响，借助金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、电子探针显微分析仪（EPMA）对涂层的微观组织进行表征，研究了涂层的微观组织演变机理，采用维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等对涂层性能进行了测试,探究了B含量对涂层性能的影响规律。主要研究结论如下: （1）工艺参数对单道熔覆层宽高比的影响从大到小依次为激光功率、扫描速度和送粉速度，激光功率越大、扫描速度越小，单道熔覆层的宽高比越大，送粉速度对于宽高比的影响无明显规律。超高速激光熔覆铁基涂层的最佳工艺参数为:激光功率2300W、扫描速度250mm/s,送粉速度24g/min，搭接率70％。 （2）采用超高速激光熔覆制备了致密的Fe-Cr-B基涂层，涂层与基体为冶金结合。添加B元素后，晶间会生成共晶组织，共晶组织中的（Fe,M）2B相以颗粒或棒状形式存在，晶粒尺寸随着B含量的增加而变小，在涂层顶部出现了大量亚微米晶粒。 （3）B元素的添加可显著提高Fe-Cr-B基涂层的硬度和耐磨性能，涂层的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损，B含量为2wt.％的涂层的最高硬度可达830.6HV0.2,其体积磨损率为4.25×10-7mm3·s-1，在相同条件下，仅为电镀硬铬镀层的3.64％。Fe-Cr-B基涂层的耐腐蚀性能随着B含量的增加而降低。与基体相比，未添加B元素和B含量为3％的涂层的电荷转移电阻分别提高了93.9％和45.12％。
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