Page 142 - 零件加工技术与智能化发展

Part Machining Technology and Intelligent Development
零件加工技术与智能化发展

（2）钴基自熔合金
钴基自熔合金具有良好的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性等。钴基自熔合金润
湿性好，其熔点比碳化物低，在熔覆过程中钴元素最先熔化，而合金凝固时钴元

素最先与其他元素形成新的物相。这对熔覆层的强化极为有利，尤其在不锈钢激
光熔覆时。常用的钴基自熔合金有瑞典的赫格纳斯合金粉末、美国的司太立合
金粉末、日本生产的 STL 系列以及国产的 CoNiCrAlY 等钴基粉末。邵延凡等以
Stellite6 合金粉末作为熔覆粉末在 2205 双相不锈钢表面熔覆钴基合金涂层，通
过对熔覆层进行硬度测试、XRD、SEM、电化学腐蚀试验，发现熔覆层由 γ-Co

相和少量的 Cr 7 C 3 、Cr 2 Ni 3 组成，平均硬度达 477HV0.1，相比于双相不锈钢基
体，熔覆层的耐磨损性能提升了 3 倍左右，熔覆层的电化学腐蚀电位高于基体，

腐蚀电流密度仅为基体的一半。Cheng 等使用 IPG5kW 光纤激光器于 304 不锈钢
表面掺入亚微米级 TiC/B 4 C 的 Stellite12 粉末制备复合钴基合金涂层，结果显示：
Stellite1 2 涂层主要由面心立方 γ-Co 和 Cr 7 C 3 组成，添加的 TiC/B 4 C 形成亚微米
级的微观结构 TiC/B 4 C 强化相，并且随着 TiC/B 4 C 的增加，涂层的硬度、耐磨性、
抗氧化性逐渐提高。

（3）铁基自熔合金
铁基自熔合金具有价格较低、耐磨性能好的优点，但是相比于钴基自熔合
金和镍基自熔合金，其自熔性比较差，且熔覆时容易产生裂纹和气孔。Liu 等
通过激光熔覆技术在 304 不锈钢上制备了铁基 SMA/PZT（Shape memory alloy/

lead zirconate titanate piezoelectric ceramics）复合涂层，结果表明，该复合涂层由
PZT、γ- 奥氏体和 ε- 马氏体相组成。复合涂层的显微硬度是 SMA 涂层的两倍
以上，并且由于 PZT 的压电效应和 Fe 基合金的应力自适应特性，其残余压应力
比 SMA 涂层高。涂层的摩擦因数是 SMA 涂层的 1/2 和基体材料的 1/3，其体积

磨损仅为 SMA 涂层的 1/4 和基体材料的 1/8，并且与 SMA 涂层相比，其耐腐蚀
性也有所提高。
2. 陶瓷材料

陶瓷材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、低韧性的特点，在激光
熔覆的过程中常作为熔覆层的增强相，被大量应用在制备高温耐磨耐蚀涂层及热
障涂层中。陶瓷材料与金属材料在热膨胀系数、弹性模量及导热能力等物理性质
上有较大差别，导致陶瓷材料熔覆层易出现裂纹和孔洞等缺陷，在工作环境中时

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