HVAF与HVAF-激光重熔NiCr-Cr₃C₂硬质合金涂层的组织及磨损机制对比研究

张磊^1,2，谌宽¹，张凯²，苏建灏²，伏利^1,2，陈小明^1,2,3

1. 水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室2. 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室3. 北京科技大学新金属材料国家重点实验室

摘 要：分别采用大气超音速火焰喷涂（HVAF）与激光重熔工艺制备了NiCr-Cr₃C₂硬质合金涂层。采用XRD、SEM、EDS、维氏硬度计等手段表征了涂层的物相成分、组织结构和显微硬度,分别在干滑动摩擦磨损和料浆冲蚀磨损条件下对比分析了两类涂层的抗磨性及磨损机制。研究发现,激光重熔涂层主要物相为γ-（Fe,Ni）、Cr₂Ni₃和M₇C₃（M=Cr,Fe）,涂层与基材呈良好的冶金结合。激光重熔涂层的硬度随激光功率降低而升高,激光功率为1.5 kW时平均显微硬度达1 092 HV_0.2。干滑动摩擦磨损条件下,HVAF涂层磨损机制为磨粒磨损和碳化物颗粒疲劳剥落,激光重熔涂层主要为切削剪断;料浆冲蚀磨损条件下,HVAF涂层磨损机制为疲劳剥落,激光重熔涂层为微切削作用和局部疲劳断裂,其抗料浆冲蚀性能最高是HVAF涂层的3倍以上。激光重熔工艺能有效改善HVAF制备NiCr-Cr₃C₂硬质合金涂层的冶金结合和抗料浆冲蚀性能,但高开裂敏感性问题有待进一步深入研究。

关键词：大气超音速火焰喷涂;激光重熔;NiCr-Cr₃C₂;硬质合金涂层;组织;干滑动摩擦磨损;料浆冲蚀磨损;