3 kW激光熔覆法：Ni包B4C增强Ni基合金涂层的性能优化

本文主要探讨了利用3千瓦高功率半导体激光器在304不锈钢基体上通过激光熔覆技术制备不同含量Ni基Ni包B4C复合陶瓷涂层的研究。Ni包B4C陶瓷颗粒作为增强剂，其目的是提高涂层的性能，如耐磨性和硬度。 实验过程中，作者通过扫描电子显微镜（SEM）观察了熔覆层的微观结构，发现熔覆层主要由γ-Ni固溶体、B4C、Fe3B、Ni4B3、Cr5B3、CrB、Cr3C2、Cr2Ni3等相组成。这些物相的分布揭示了涂层的化学组成和相变过程。熔覆层的晶体生长模式表现出层次性：底部晶粒呈现近乎垂直于基体界面的细小树枝晶形态，中部晶粒则以定向的柱状晶和树枝晶形式存在，而上部则呈现出杂乱无章的等轴枝晶结构。 当Ni包B4C含量为40%时，涂层表现出优异的性能。其组织均匀致密，晶粒尺寸细小，这有利于提高其力学性能。通过显微硬度计测试，该层的硬度高达1261HV，比基体的硬度高出5.7倍，显示出显著的硬度增强效果。此外，耐磨性测试结果显示，熔覆层的耐磨性相对于基体提高了12倍，这对于减少磨损和延长设备寿命具有重要意义。 这项研究不仅提供了关于Ni包B4C复合陶瓷涂层制备工艺的深入了解，而且强调了适当添加B4C颗粒如何显著改善涂层的机械性能，使其在实际应用中如耐高温、耐磨损等领域展现出优越的性能。这对于优化金属表面处理技术和材料选择具有重要的指导价值。