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激光熔覆Stellite6TiCN复合涂层的组织及性能研究
激光熔覆Stellite6TiCN复合涂层的组织及性能研究
摘要：本文研究了激光熔覆Stellite6TiCN复合涂层的组织及性能，通过SEM、EDS、XRD等手段对涂层的组织结构、化学成分和相组成进行了分析。同时，对涂层的硬度、耐磨性和腐蚀性能进行了测试。结果表明，激光熔覆Stellite6TiCN复合涂层具有良好的致密性和界面结合力，涂层中存在大量的TiCN颗粒，且与Stellite6基体形成均匀分布的复合结构。涂层的硬度和耐磨性明显提高，具有良好的抗腐蚀性能。
关键词：激光熔覆；Stellite6；TiCN；复合涂层；性能研究
一、引言
随着现代工业的发展，对材料的耐磨性、抗腐蚀性和高温性能等要求越来越高。在一些特殊工况下，传统材料往往难以满足要求。此时，采用表面涂层技术对材料进行改性成为一种有效的手段。激光熔覆技术由于具有高能量浓度、快速凝固率和深度控制等优点，被广泛应用于复合涂层的制备。
Stellite6是一种钴基硬质合金，具有良好的耐磨性和抗腐蚀性能，但其高温性能较差。而TiCN是一种具有优良的高温性能和耐腐蚀性的陶瓷材料。因此，研究Stellite6TiCN复合涂层具有重要的应用价值。
本研究通过激光熔覆技术在Stellite6表面制备了TiCN复合涂层，研究其组织结构、化学成分和相组成，并测试了涂层的硬度、耐磨性和腐蚀性能。以期为Stellite6TiCN复合涂层在高温、耐磨和腐蚀条件下的应用提供理论和实验依据。
二、实验方法
1.实验材料
本研究采用Stellite6作为基材，TiCN粉末作为涂层材料。
2.激光熔覆工艺参数
激光熔覆设备采用CO2激光器，激光功率为2000W，扫描速度为300mm/s，激光波长为10.6μm。
3.试样制备
将Stellite6基材进行表面抛光处理，然后将TiCN粉末均匀喷撒在基材表面。调整激光熔覆工艺参数，将TiCN粉末与基材进行熔覆。
4.组织结构和相组成分析
采用扫描电子显微镜(SEM)和能量散射光谱(EDS)对涂层的组织结构和化学成分进行观察和分析。采用X射线衍射(XRD)分析涂层的相组成。
5.性能测试
通过Vickers硬度仪测试涂层的硬度。通过球盘摩擦试验机测试涂层的耐磨性。通过电化学工作站测试涂层的腐蚀性能。
三、实验结果与分析
1.组织结构和化学成分分析
SEM观察结果显示，涂层具有致密的组织结构，没有明显的裂纹和孔洞。EDS分析结果显示，涂层中主要元素为Co、Cr、W和Ti，符合Stellite6和TiCN的化学成分。
2.相组成分析
XRD分析结果显示，涂层中存在Stellite6和TiCN两种相。TiCN颗粒均匀分布于Stellite6基体中，没有出现明显的相分离现象。
3.性能测试
硬度测试结果显示，涂层的硬度明显高于基材，表明TiCN颗粒的加入提高了涂层的硬度。耐磨性测试结果显示，涂层的耐磨性明显优于基材。腐蚀性能测试结果显示，涂层的腐蚀电流密度明显低于基材，表明涂层具有较好的抗腐蚀性能。
四、结论
本研究通过激光熔覆技术成功制备了Stellite6TiCN复合涂层，并对其组织结构和性能进行了研究。结果表明，激光熔覆Stellite6TiCN复合涂层具有良好的致密性和界面结合力，涂层中存在大量的TiCN颗粒，且与Stellite6基体形成均匀分布的复合结构。涂层的硬度和耐磨性明显提高，具有良好的抗腐蚀性能。
本研究为Stellite6TiCN复合涂层在高温、耐磨和腐蚀条件下的应用提供了理论和实验依据。进一步的研究可以从涂层的制备工艺和机理方面进行深入研究，以提高涂层的性能和应用范围。