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本课题通过激光熔覆技术制备了WC/Fe涂层,研究重熔处理、热处理、Co含量、激光熔覆工艺参数以及不同粒度和含量的WC对WC/Fe熔覆涂层表面平整度、涂层裂纹形成敏感性、显微组织和力学性能的影响规律,探索抑制裂纹形成的涂层配方和激光熔覆工艺。在此基础上制备不同的WC/Fe复合涂层进行磨削实验,研究复合涂层的磨削机理,对其磨削加工性进行评价。研究结果表明:重熔处理有助于提高熔覆层的表面质量,减小裂纹形成的敏感性,熔覆层的硬度分布更加均匀,但硬度略有下降。基材250℃预热+涂层300℃退火1h对抑制裂纹的形成有较好的效果,但预热会加大WC的溶解析出,同时使显微硬度略有降低。进行多道熔覆时较为合适的工艺参数为:电流120A、扫描速度360mm/min、频率30Hz、脉宽3ms、光斑直径1.5mm、扫描间距为1.0mm。在WC/Fe熔覆涂层中添加Co元素能使涂层的显微组织细化、抗弯强度明显提高,涂层的抗裂性随Co的增加而提高。WC含量增加,WC/Fe涂层显微硬度和耐磨性显著上升,但其抗弯强度随WC含量的增加下降明显,涂层形成裂纹的敏感性增加。粒径较大的WC使WC/Fe熔覆涂层的抗弯强度降低,涂层裂纹形成敏感性增大。WC粒径对熔覆涂层的显微硬度基本没有影响,但WC粒径较大的涂层具有较好的耐磨性。WC/Fe涂层与45淬硬钢对磨的磨损形式为黏着磨损和氧化磨损,涂层中的WC颗粒在磨损的过程被挤压破裂成细小的WC颗粒而被压入磨损表面。采用氧化铝砂轮磨削含10wt.%WC的WC/Fe涂层,磨削力比Fn/Ft在1.7-2.4之间,磨削力比随切深和砂轮转速的增大而增大;WC/Fe涂层磨削表面的主要缺陷有,Fe合金基体的堆积、犁沟以及裂纹;WC颗粒的破碎、破碎的WC颗粒被压入加工表面以及在WC颗粒上产生磨削裂纹并扩展至Fe合金基体上。随涂层中WC含量的增大磨削力比上升,比磨削能下降;磨削力比随着磨削时间的延长而明显增大。砂轮的磨损随涂层WC含量的增加而增加,随磨削时间的延长,砂轮的黏附和堵塞变得严重,在涂层磨削表面会出现振纹和不同程度的烧伤。综合上述研究结果,采用合适的熔覆工艺和添加一定量的Co元素可以制备出表面无宏观裂纹和耐磨性高于45淬硬钢的WC/Fe复合涂层;WC含量的增加可以使涂层的硬度和耐磨性提高,但会使抗弯强度下降,裂纹形成敏感性增大,磨削过程中力比也上升,砂轮的磨损加剧,砂轮保持锋利的时间缩短;涂层磨削加工中会因Fe合金的堆积和WC颗粒的破碎而产生一些表面缺陷。