热锻模在使用过程中,由于长期在高温下承受反复的机械和交变载荷,模腔表面温度达500℃以上,容易产生热疲劳裂纹、高温氧化、高温磨损等局部位置失效。高温磨损是热锻模具主要失效形式,改善模具高温磨损性能是提高其使用寿命的关键。激光熔覆作为一种新兴的材料表面改性技术,利用其快速加热和快速冷却的特点,获得均匀细小的涂层组织,且熔覆层与基体呈冶金结合。在热锻模表面激光熔覆合金粉末和陶瓷粉末可以大大提高其表面性能,从而提高其使用寿命。Co基合金具有良好的耐磨性、耐蚀性,但单一的Co基合金高温耐磨性低,在Co基合金中加入WC陶瓷粉末,可提高其高温耐磨性。商购的实心结构WC粉末细小,激光加热易分解,与Co基合金熔合深度有限,熔覆层易开裂。介孔结构WC粉末粒径与Co基相似,有许多微小孔隙,Co基合金在熔化后填补进孔隙,增强WC韧性,抑制裂纹的产生。本文拟选Co基合金、Co/实心WC、Co/介孔WC三种粉末作为合金材料,分析对比三种粉末对激光熔覆层的显微结构和高温耐磨性的影响。本文选用典型的热锻模具H13钢作为基体材料,采用半导体激光器,在其表面激光熔覆自制的Co基合金和WC复合粉末,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了熔覆层的显微结构和相组成,采用显微硬度计与高温摩擦磨损试验机测试熔覆层的显微硬度和磨损性能。结果表明,激光熔覆Co/实心we、Co/介孔WC得到的两种熔覆层由不同的显微结构和相组成,后者的热稳定性优于前者。Co/实心WC覆层出现裂纹,显微组织不均匀,在熔覆层中、上部为细小枝晶,靠底部有少量WC颗粒,整个覆层的硬度也不均匀。主要组成相为γ-Co,硬质相CoCx、WC、(Cr,Fe)23C6等。在600℃高温磨损过程中,熔覆层的高温耐磨性提高了2倍,磨损机制主要以磨粒磨损和粘着磨损为主。Co/介孔WC覆层没有裂纹,熔覆层由上到下都由碳化物硬质相组成,熔覆层的硬度也相对均匀,主要由γ-Co以及碳化物硬质相WC、W2C、(Cr,Co)23C6和Cr7C3组成。在600℃高温下,由于碳化物WC等硬质相的作用,熔覆层的高温耐磨性相比H13基体提高了3倍,其主要的高温磨损形式以氧化磨损为主。