摘要
H13钢是一种广泛应用于模具和工具制造的工具钢，具有高硬度、良好韧性和易加工等特性。激光熔覆具有能量集中、升温快、冷却快和热影响范围小等特点。本研究选用WC陶瓷为增强相，Ni60A自溶性合金粉末为粘结剂，制备以稀土Y元素为核心的纳米颗粒作为添加剂，采用激光熔覆在H13钢基体表面制备钇基纳米复合颗粒增强Ni基复合涂层，通过XRD、SEM、显微硬度计、电化学工作站和三维形貌仪等表征测试手段对涂层的相组成、微观组织及耐磨耐蚀性能进行系统的分析，探究不同Y基纳米颗粒配比对涂层显微组织、耐磨性能及耐腐蚀性能的影响规律。 （1）以(Y1-RGdR)2O3纳米颗粒（采用均相沉淀法制备，0.0≤R≤1.0，下同）为添加相，利用激光熔覆制备2wt.%(Y1-RGdR)2O3/25wt.%WC/Ni60A复合涂层，通过对比实验获得最佳R值。研究发现，当R值为0.2时，涂层具有最佳的耐腐蚀性，并具有良好的耐磨性。在此基础上改变稀土合金氧化物含量（2wt.%~6wt.%）及WC含量（25wt.%~55wt.%）以得到性能最佳的涂层成分，即(Y0.8Gd0.2)2O3添加量为2wt.%，WC含量为25%~45%。 （2）利用沉淀法制备Al2O3@Y2O3核壳结构纳米颗粒，探究不同添加量（2wt.%~6wt.%）Al2O3@Y2O3纳米颗粒对基体H13钢表面镍基涂层耐蚀耐磨性能的提升效果。研究结果表明，当Al2O3@Y2O3添加量为2wt.%时，涂层的综合性能最优。以此为基础，进一步研究了25wt.%WC对2wt.%（Al2O3@Y2O3）/Ni60A涂层的改良作用，结果表明WC的添加增多了涂层中的硬质相，有效提高涂层耐磨性能。 （3）在分别获得(Y0.8Gd0.2)2O3和Al2O3@Y2O3纳米复合颗粒最佳添加量后，采用球型WC代替普通不规则WC，以进一步提升涂层性能。结果表明，球型WC因其优异的流动性，大幅度提高了涂层的耐磨性能，但对耐腐蚀性能并无明显改善。
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