《表2 激光合金化Mo1B9Cr1.1涂层正交试验表》

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《45钢激光合金化Mo_1B_9Cr_x涂层的组织及性能》

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图1是工艺参数对涂层硬度的影响，由图1（a）可知，当激光功率在2.7～3.3 k W范围内时，硬度随激光功率的增大而增大，原因是激光功率和能量密度成正比关系，导致熔池单位面积增加，在一定功率内熔池中的Fe-Cr、Cr2B、Fe2B等相数目增加，起到了固溶强化的作用，从而使硬度增大[10-11]。由图1（b）可知，硬度值随扫描速度的增加，先升后降。扫描速度为900 mm/min时，合金化程度充分进行，熔池中的Fe-Cr、Cr2B、Fe B等相的数量增多，提升了涂层的硬度。过快的扫描速度导致合金化进行不充分，无法形成较深熔池，其各固溶相，硬质相也较少，导致硬度降低。由图1（c）可知，硬度随搭接率的增加先升高后下降。搭接率小于30%时，熔池之间的接触面积增加，使得更多的合金元素充分固溶，相当于减小了固溶体等相的稀释率，从而使硬度增加。搭接率大于30%时，试样经过两次激光扫描，使得熔池深度增加，固溶相稀释导致硬度降低；同时由于二次扫描，导致试样表面温度来不及降低，产生较大的温度梯度，导致搭接区中的晶粒粗化，使得硬度降低[12]。为优化出最佳功率，继续扩大功率范围，取功率为3.3～3.9 k W，扫描速度900 mm/min，搭接率为30%，结果见图1（d），涂层硬度逐渐降低，原因是随功率的增大，其熔池溶深过大，稀释了熔池中固溶体等相的数量，导致硬度降低。由此分析可得激光合金化最佳功率为3.3 k W。综上所述，Mo1B9Cr1.1合金化涂层优化的工艺参数为激光功率3.3 k W，扫描速度900 mm/min，搭接率为30%，在此工艺参数下进行后续的试验。