第十五届全国表面工程大会

激光熔覆陶瓷涂层为船舶、轨道交通及机械制造等领域的关键部件赋予了优良的防护性能，然而其快速冷却的特性所引发的裂纹会削弱涂层的组织性能。鉴于此，为提升金属基复合涂层的成型质量与性能，于 65Mn 钢表面借助激光熔覆制备了 WC-Ni60AA 复合涂层。运用 COMSOL Multiphysics 软件针对熔覆进程中的温度场与应力场展开数值模拟仿真，探究基体预热对熔池温度及残余应力的变化规律。系统地探究了不同预热温度对复合涂层成型质量与耐磨性能的影响规律，深入剖析复合涂层的磨损机理，同时尤为关注预热温度对涂层裂纹的改善机制。结果显示：熔覆涂层表面存在较多的“Y 型”裂纹，且上部裂纹密集，下部裂纹稀疏。基体预热能够切实降低裂纹率，当基体温度达 300℃时，裂纹率仅为 1.1%。基体预热不会变更涂层的主要物相类别，但会促使原本细小的树枝晶和等轴晶转化为胞状晶，并且涂层的平均硬度会逐步降低。此外，预热处理缓解了熔覆层的元素偏析，对涂层裂纹的扩展发挥了显著的抑制作用。其中，经 300℃预热处理后的涂层，其平均摩擦系数和磨损率最小，磨损形式为粘着磨损以及轻微的剥层磨损。涂层中氧化后的 Cr2O3 与 NiO 形成了连续且致密的氧化膜，进一步增强了涂层的耐磨性。
 

WC-Ni60AA，裂纹，预热温度，抑制作用，磨损机制