图1为涂层宏观形貌及元素线扫描结果。从图1(a)涂层宏观形貌可以看出,涂层从表面到基体分为4个部分:表层(Ni60A2层)、中间层(Ni60A1层)、打底层(Ni20Cr层)以及基体,整个涂层厚度为1.4mm左右。Ni20Cr合金粉末中由于含碳量低,作为打底层不仅与基体和Ni60A涂层具有良好的治金结合,而且大大减少了整个涂层的裂纹、气孔等缺陷。图1(b)为涂层中Ni、Cr、Fe元素的线扫描结果。可见,涂层中Ni、Cr元素含量波动相对较大,Ni元素含量较高的地方Cr元素含量相对较低,这是由于Ni、Cr元素存在于不同的物相中。在Ni20Cr打底层中,Ni、Cr元素含量降低,Fe元素含量明显升高,在与基体相连(距测试表面1300um)处元素含量变化更为明显,这是由于涂层底部区域的元素与基体相互扩散,使得涂层与基体形成良好的冶金结合。在Ni60A涂层表面(0~50um)以及中间层(675~775um)处,Ni、Cr元素含量相对降低,这是由于激光熔覆过程中温度极高,对合金涂层表面的元素造成一定烧损。

图1试验Ni基涂层宏观形貌(a)及元素线扫描结果(b)
图2为Ni60A涂层表面XRD图谱。可以看出,涂层物相主要有"-(Fe,Ni)、Fe Ni3、Cr3C2、BNi3以及NiCr-Fe相。"-(Fe,Ni)固溶体能与Cr元素形成复杂的Ni-Cr-Fe相。由于涂层中Ni含量较高,一部分Ni能与Fe、B等元素结合形成化合物,如Fe Ni3、BNi3。同时,C能与粉末中的合金元素形成多种复杂碳化物,如CrsC2[10,12]。这些固溶体相能够形成固溶强化,碳化物能形成硬质相,可以明显提高熔覆层的显微硬度及耐磨性能,起到降低模具在使用过程中因摩擦磨损而报废的概率,从而进一步延长模具的使用寿命。

图2Ni60A涂层表面XRD图谱
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