WC含量对铁基自熔合金涂层微观组织及性能的影响

摘要

[目的]以铁基自熔合金涂层来改善45钢的耐磨损性能。[方法]采用火焰喷涂-真空重熔复合工艺在45钢表面制备了不同配比的NF6铁基自熔合金+WC复合涂层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计及摩擦磨损试验机，探究了WC含量对复合涂层表面形貌、元素分布、物相组成、显微硬度及摩擦磨损行为的影响。[结果]NF6铁基自熔合金+WC复合涂层由富Cr树枝晶和富Fe、Si、W的基体组成，生成了Cr₇C₃、Fe₂Si、WC、W₂C、Ni–Cr–Fe、Fe–Cr等硬质相。WC含量增加有利于提高涂层的显微硬度和耐磨性，使涂层的磨损机制由粘着磨损转变为磨粒磨损。但WC含量过高时涂层界面结合效果变差，涂层一侧出现明显的未熔合裂纹和未熔化颗粒，造成显微硬度和耐磨性下降。WC含量为15%时，涂层的平均显微硬度约为1 079.15 HV_0.5，摩擦因数约为0.58。[结论]适宜的WC含量有利于获得综合性能较好的铁基自熔合金复合涂层。

关键词

碳钢 / 铁基自熔合金 / 碳化钨 / 复合涂层 / 显微硬度 / 摩擦磨损行为

基金资助

国家自然科学基金（51605230）; 河南省重点研发与推广专项(科技攻关)（222102240002和232102221022）; 南阳市基础与前沿技术研究专项（23JCQY1001和23JCQY2013）; 南阳市重点研发专项（24ZDYF015）; 河南省研究生教育改革与质量提升工程项目（YJS2025AL148）