等离子喷焊NiCrBSi+WC/Co层的组织性能研究

"该研究通过等离子喷焊技术在H13模具钢表面制备了NiCrBSi+20%WC/Co复合喷焊层，探讨了喷焊层的组织结构及其对性能的影响。研究发现，喷焊层与基体之间形成了清晰的分界面，呈现出类似传统焊接接头的微观组织，且在界面方向上出现了垂直生长的柱状晶，这在等离子喷涂涂层中是罕见的现象，表明两者之间实现了冶金结合。通过XRD分析，确定喷焊层的主要相包括γ-(Fe,Ni)，Cr7BC4，Ni4B3，Cr7C3和Co7W6，这些相的存在提升了喷焊层的强度和硬度，使其优于H13钢基体。" 这篇论文详细介绍了采用等离子喷焊技术在H13模具钢表面制备NiCrBSi合金与20%WC/Co复合材料的过程及效果。等离子喷焊是一种先进的表面处理技术，通过高温等离子焰流将粉末材料熔化并快速沉积在基材表面，形成冶金结合的强化层。在此研究中，研究人员在H13模具钢上制备了这样的喷焊层，目的是提高其耐磨性和耐热性，延长模具的使用寿命。 实验结果显示，喷焊层与基体H13模具钢之间存在明确的界面，这与传统的焊接接头的微观结构有相似之处。特别的是，观察到了垂直于界面方向的柱状晶体生长，这种组织形态在等离子喷涂涂层中并不常见，通常在固态相变或快速凝固过程中才会出现。这一发现表明，喷焊层与基体间的结合并非简单的机械连接，而是发生了冶金反应，形成了牢固的结合。 通过X射线衍射(XRD)分析，确认了喷焊层的主要相结构，这些相包括γ-(Fe,Ni)固溶体、Cr7BC4、Ni4B3、Cr7C3硬质相和Co7W6化合物。这些相的形成对于提升喷焊层的力学性能至关重要。其中，硬质相如Cr7C3和Co7W6的出现显著提高了材料的硬度和抗磨损性能；而γ-(Fe,Ni)固溶体则可能增强了材料的韧性和耐蚀性。 因此，NiCrBSi+20%WC/Co喷焊层的制备不仅优化了H13模具钢的表面性能，而且通过冶金结合的方式确保了喷焊层与基体的紧密结合，这对于模具制造和金属成型领域具有重要的应用价值。该研究为等离子喷焊技术在模具表面改性方面的应用提供了新的思路和理论依据。