激光堆焊單道Co基合金與WC混合粉末的性能研究

徐國建，劉 爽，杭爭翔，于恩洪，李永波，范榮博

激光堆焊單道Co基合金與WC混合粉末的性能研究

徐國建1，劉 爽1，杭爭翔1，于恩洪2，李永波2，范榮博2

（1.沈陽工業大學材料科學與工程學院，沈陽110870；2.沈陽新松機器人自動化股份有限公司，沈陽110168）

為了提高低碳鋼表面的耐磨性能，采用CO2激光堆焊系統，將Co基合金與WC混合粉末（WC的質量分數為0～0.47）用單道堆焊于低碳鋼表面。利用X射線衍射儀、能譜分析儀、掃描電子顯微鏡、激光顯微鏡、維氏硬度計和耐磨試驗機對單道堆焊層的相結構、顯微組織、維氏硬度、耐磨性和裂紋敏感性進行了比較分析。結果表明，這種堆焊方法的堆焊層均為亞共晶組織，且未分解WC彌散分散在Co基合金的基體上；堆焊層的維氏硬度均隨WC含量的增加而增加。該方法具有較低的裂紋敏感性。

激光技術；激光堆焊；亞共晶組織；裂紋敏感性；耐磨性能

引 言

激光堆焊的優點是能夠形成一個復合材料的堆焊層；由于激光堆焊熱輸入量低，所以焊接變形和殘余應力小；激光堆焊通過離焦量的改變、堆焊速度的調整和送粉速度的控制可以獲得極低稀釋率的堆焊層［1］。因此，在最近幾年，激光堆焊在生產應用領域得到了迅速發展［2］，如日本已將激光堆焊應用于汽車發動機出氣閥門的強化［3］。

復合材料的堆焊層往往是將硬質相顆粒（作為強化相）與具有較好韌性的合金粉末（作為粘結劑）混合后形成的。利用激光快速加熱和冷卻的特點，在硬質相顆粒還沒有分解前熔池就凝固結晶，從而使硬質相顆粒鑲嵌在韌性較好的合金粉末基體上，以提高堆焊層的使用性能［4］。……