[发明专利]Co基覆层高温摩擦磨损的组织性能分析方法

说明书

本发明涉及一种Co基覆层高温摩擦磨损的组织性能分析方法，包括：步骤1，确定激光熔覆CoFeCrNiSiB合金覆层的最优参数，基于正交试验分析得到电流、脉宽和频率三个工艺参数对合金覆层显微硬度、高温耐磨性和稀释率的影响规律，并据此确定优化的工艺参数；步骤2，采用优化的工艺参数制备CoFeCrNiSiB合金覆层，并对该覆层进行显微物相分析，解析Co基合金覆层的原始组织性能；步骤3，对制备的CoFeCrNiSiB合金覆层进行高温热处理以及高温摩擦磨损试验，基于试验结果进行高温摩擦磨损机理分析，并对高温及高温摩擦磨损后的组织进行分析，得到高温摩擦磨损组织性能变化规律。本发明能够揭示高温摩擦磨损的失效机理，从而达到提高工件性能及寿命，减少工程事故发生的目的。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，尤其涉及一种Co基覆层高温摩擦磨损的组织性能分析方法。

背景技术

表面工程技术是指对零件表面进行某种物理或者化学技术的处理，以改变零件表面的化学成分和显微结构，赋予零件高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗疲劳、耐高温和防辐射等性能。

激光熔覆技术是指利用高能激光束对基体表面合金/陶瓷粉末、丝材进行辐照，使基体表面薄层迅速熔化发生混合，冷却凝固后形成稀释率小，与基体呈永久性冶金结合的覆层。

通过激光熔覆技术可以在发动机关键零部件，航空航天飞机关键零部件以及储存罐体等表面形成耐磨、抗腐蚀、抗高温以及高硬度的组织，有效提高关键零部件的使用寿命，因此研究激光熔覆涂层不仅具有重大的理论意义，还有现实的工程意义。

激光熔覆合金覆层具有高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗疲劳、耐高温等各项优于母材的性能。同时材料在恶劣条件下(如大多数机器的轴)的使用需要较好的性能，这些零件在使用时会受到严重磨损，而摩擦磨损过程中也会产生大量的热，因此在零件使用过程中也进行局部高温的摩擦磨损。于是材料的摩擦摩损性能受到各方面的广泛关注。

目前，对Co基、Fe基、Ni基等覆层的摩擦磨损的研究比较多见，但是关于高温摩擦磨损的研究并不多见。激光熔覆合金覆层摩擦磨损的研究现状主要分为以下几方面：常温下覆层的摩擦磨损，高温下覆层的摩擦磨损以及真空中的摩擦磨损。对于激光熔覆Co基覆层的研究主要停留在其常温下的磨擦磨损与基体的摩擦磨损对比，而零件在工作过程中由于高速摩擦使其工作环境大多为高温，因此针对一些极端恶劣条件的工件运行环境，需要提出一种Co基覆层高温摩擦磨损的组织性能分析，以揭示高温摩擦磨损的失效机理，从而达到提高工件性能及寿命的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种Co基覆层高温摩擦磨损的组织性能分析方法，揭示高温摩擦磨损的失效机理，从而达到提高工件性能及寿命，减少工程事故发生的目的。

本发明提供了一种Co基覆层高温摩擦磨损的组织性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，确定激光熔覆CoFeCrNiSiB合金覆层的最优参数，基于正交试验分析得到电流、脉宽和频率三个工艺参数对合金覆层显微硬度、高温耐磨性和稀释率的影响规律，并据此确定优化的工艺参数；

步骤2，采用优化的工艺参数制备CoFeCrNiSiB合金覆层，并对该覆层进行显微物相分析，解析Co基合金覆层的原始组织性能；

步骤3，对制备的CoFeCrNiSiB合金覆层进行高温热处理以及高温摩擦磨损试验，基于试验结果进行高温摩擦磨损机理分析，并对高温及高温摩擦磨损后的组织进行分析，得到高温摩擦磨损组织性能变化规律。

进一步地，步骤1中得到的电流、脉宽和频率三个工艺参数对合金覆层显微硬度、高温耐磨性和稀释率的影响规律包括：