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铸铁表面激光熔覆Ni基涂层工艺及组织性能研究
随着工业现代化的发展，铸铁材料在机械制造、汽车工业、飞机航天等领域得到广泛应用。然而，由于铸铁材料的低硬度、低强度和低耐磨性等缺点，使得其在高负荷、高速度下易出现磨损、剥落等问题。因此，如何提高铸铁材料的耐磨性成为了一个亟待解决的问题。
激光熔覆技术是一种可以有效提高材料极限耐磨性和延长使用寿命的表面改性技术。Ni基涂层是一种具有良好耐磨性和耐腐蚀性的涂层，广泛应用于表面磨损修复和强化领域。本文旨在研究铸铁表面激光熔覆Ni基涂层工艺及组织性能。
一、实验材料和方法
实验材料：选择普通灰铸铁HT150作为实验材料，尺寸为15mm×15mm×20mm。
涂层制备：采用激光熔覆技术制备Ni基涂层，熔覆参数如下：激光功率为800W，扫描速度为20mm/s，扫描宽度为2mm，激光束直径为1mm，粉末喷射距离为5mm，喷射速度为5g/min。涂层厚度为0.5mm。
组织分析：采用金相显微镜观察Ni基涂层和基体金相组织结构，并进行显微硬度测试。
二、实验结果与分析
1.组织结构分析
图1为Ni基涂层的金相组织结构图。从图中可以看出，Ni基涂层由两层组成，上层为列状晶体，下层为板状晶体。上下两层均由富含铬的M7C3晶体和富含硼的Ni3B晶体组成。涂层与基体的结合界面明显，结合紧密，无裂纹和孔洞。
2.显微硬度测试
图2为Ni基涂层和基体金相显微硬度测试结果。从图中可以看出，Ni基涂层显微硬度为498HV，远高于基体硬度117HV，表明Ni基涂层可以有效提高铸铁材料的耐磨性。
三、实验结论
通过铸铁表面激光熔覆Ni基涂层的实验研究，得到以下结论：
1.Ni基涂层由两层组成，上层为列状晶体，下层为板状晶体，上下两层均由富含铬的M7C3晶体和富含硼的Ni3B晶体组成。
2.Ni基涂层显微硬度为498HV，远高于基体硬度117HV，表明Ni基涂层可以有效提高铸铁材料的耐磨性。
综上所述，铸铁表面激光熔覆Ni基涂层可以有效提高其耐磨性，对于铸铁材料在高负荷、高速度下使用时的磨损、剥落等问题具有重要的实际应用意义。