Fir den Effekt vun WC-Partikelen op d'Mikrostruktur an d'Eegeschafte vun Verkleedung Beschichtungen, FeCoCrNiMn-xWC héich Entropie Legierungsbeschichtungen goufen op der Uewerfläch vun NM450 Stol mat enger Laser Muecht vun 1 200 W an engem Scanner Vitesse vun 6 mm / s virbereet. D'Phas, d'Mikrostruktur, d'mechanesch Eegeschaften an d'Verschleißbeständegkeet vun de Beschichtungen goufen duerch Röntgen-Diffraktometer (XRD), Scannenelektronenmikroskop (SEM), Vickers Mikrohardness Tester a Reibung a Verschleißtester studéiert. D'Resultater weisen datt wann WC Partikelen un d'FeCoCrNiMn Héichentropie Legierungsbeschichtung bäigefüügt ginn, ass d'Mikrostruktur vun der Héichentropie Legierung Kompositbeschichtung haaptsächlech FCC a BCC Phasen, mat enger klenger Quantitéit WC, W2C a Cr7C3 Phasen, an d'Mikrostruktur ass kolonnär. Kristall a cellulär Kristallstruktur. D'Kompositbeschichtung mat 10% WC huet déi bescht ëmfaassend Leeschtung, mat der Mikrohardheet, déi e Maximumwäert vun 484.5 HV0.3 erreecht; de Reibungskoeffizient ass 0.58, an de Verschleißverloscht an de Verschleiungsquote sinn déi niddregst bei 0.011 4 g respektiv 0.857 × 10-5 g / (N · m). De Verschleismodus vun der Kompositbeschichtung ass haaptsächlech abrasiv Verschleiung an oxidativ Verschleiung, begleet vu Klebstoffverschleiung.

Héich Entropie Legierungen sinn de Fuerschungsfokus vun neie Materialien ginn wéinst hire Virdeeler vun héijer Kraaft, héijer Hardness, Verschleißbeständegkeet, Korrosiounsbeständegkeet an héich Temperaturbeständegkeet. Eng bemierkenswäert Feature vun héich Entropie Legierungen ass d'Diversitéit vun hiren Elementer. Am Géigesaz zu traditionelle Legierungen, déi normalerweis nëmmen een oder zwee Haaptmetallelementer hunn, hunn héich Entropie-Legierungen eng grouss Zuel vu konstituéierten Elementer, an den atomeschen Undeel vun all Element ass op engem héijen Undeel, normalerweis 5% ~ 35%. Och wann héich Entropie Legierungen verschidde Metallelementer enthalen, kënnen se eng einfach zolidd Léisungsphase bilden a besser Leeschtung hunn wéi traditionell Legierungen. Héich Entropie Legierungen hu vill exzellent Eegeschaften, sou wéi héich Kraaft, héich Hardness, gutt Verschleißbeständegkeet, héich Temperaturbeständegkeet, an exzellent Korrosiouns- an Oxidatiounsbeständegkeet. Dës Charakteristike maachen héich Entropie Legierungen hunn breet Uwendungsperspektiven an der Raumfaart, Auto, Petrochemie, elektresch Kraaft, Biomedizin an aner Felder. Duerch Laserbekleedung ginn héich Entropie Legierungsbeschichtungen, déi gutt mam Substrat gebonnen sinn, virbereet, an d'Virdeeler vun deenen zwee si kombinéiert fir d'weider Uwendung vun héijen Entropielegierungen an der industrieller Produktioun ze förderen. Zum Beispill, am Beräich vun Raumfaarttechnik, héich Entropie Legierungen kann benotzt ginn héich-Temperatur Komponente a corrosion-resistent géint Komponente ze fabrizéieren; am Beräich vun petrochemicals, si kënne benotzt ginn fir corrosion-resistent géint Päif an Ausrüstung ze Fabrikatioun; am Beräich vun Kuelegrouwen Maschinnen, si kënne benotzt ginn Deeler mat héich-Kraaft zouzedrécken-resistent géint coatings ze fabrizéieren.

Laser Verkleedung Technologie kann lokal rapid Heizung a Schmelze erreechen, reduzéieren den Offall vun Matière première an vereinfacht de Prozess Flux; Laser Verkleedung Technologie huet d'Charakteristiken vun rapid Ofkillung, mécht d'preparéiert Beschichtung Kär Struktur fein a gläichméisseg verdeelt, wat hëlleft der Dicht an Leeschtung vun der Beschichtung ze verbesseren, wéi hardness, zouzedrécken Resistenz, corrosion Resistenz, etc .; während dem Laserbekleedungsprozess gëtt e metallurgesche Bindung tëscht der Beschichtung an dem Substrat geformt, wat d'Verbindungsstäerkt tëscht der Beschichtung an dem Substrat wesentlech verbessert, hëlleft de Liewensdauer vun der Beschichtung ze verlängeren an de Phänomen vun der Beschichtung vu Schicht a Rëss ze reduzéieren; Laser Verkleedung Technologie kann d'Uewerfläch vun gescheitert Deeler reparéieren an änneren, wat hëlleft Ressource Offall an Ëmweltverschmotzung ze reduzéieren an nohalteg Entwécklung erreechen.

An de leschte Joeren ass d'Verstäerkung vun der Kompositbeschichtung vun héijen Entropielegierungen duerch d'Addéiere vun haarde Partikelen e waarmt Thema vun der Fuerschung ginn. Gemeinsam hart Partikelen enthalen WC, TiC a SiC. Ënnert hinnen huet d'WC d'Virdeeler vun enger héijer Hardness, enger gudder thermescher Stabilitéit a gudder Befeuchtung mat Metaller. WC-Partikel kënnen effektiv d'Kraaft, d'Häertheet an d'Verschleißbeständegkeet vun héijer Entropie Legierung Kompositbeschichtungen verbesseren. An dësem Pabeier gëtt Laserbekleedungstechnologie benotzt fir FeCoCrNiMn héich Entropie Legierung ze studéieren. Den Afloss vu verschiddenen Inhalter vum WC op d'Phasekompositioun, d'Mikrostruktur, d'Mikrohardheet an d'Verschleißbeständegkeet vun der High-Entropie Legierungsbeschichtung gëtt studéiert. Andeems Dir d'Quantitéit vun der WC ugepasst gëtt, gëtt eng FeCoCrNiMn-xWC héich Entropie Legierung Kompositbeschichtung mat gudder Leeschtung virbereet, an et gëtt fir d'Virbereedung vun der verschleißbeständeger Beschichtung op der Uewerfläch vum mëttleren Trog vum Kuelegroufschrappertransporter applizéiert.

1 Experimentell Materialien a Methoden
(1) Test Substrat Den Test Substrat war NM450 Stol. Fir sécherzestellen datt d'Probe Uewerfläch fräi vu Gëftstoffer war, gouf d'Probefläche fir d'éischt mat Sandpapier poléiert, duerno Ultraschall gebotzt, a schliisslech virum Test getrocknt.
(2) Pulvermaterial Den Test huet FeCoCrNiMn héich Entropie Legierungspulver als Verkleedungssubstratmaterial gewielt. D'chemesch Zesummesetzung gëtt an der Tabell 1 gewisen. D'Pudderpartikelgréisst ass 45 ~ 105 μm. WC Keramik gouf als Verstäerkungsphase Partikel ausgewielt. Am Verkleedungstest gouf en Dual-Channel Pulverfeeder benotzt fir d'Additiounsbetrag vun WC Keramik an Echtzäit unzepassen fir de glate Fortschrëtt vum Test ze garantéieren. FeCoCrNiMn-xWC Legierungen mat WC Mass Fraktiounen vun 0, 5%, 10%, 15% an 20% goufen no der gewielter Pudder entworf. D'Zesummesetzung ass an Table 2 gewisen.
(3) Beschichtung Virbereedung D' Laser Verkleedung Prozessparameter, déi am Experiment benotzt ginn, sinn: Laserkraaft vun 1 200 W, Defocus vu 15 mm, Scannergeschwindegkeet vu 6 mm/s, 99.99% Argonschutz während dem Verkleedungsprozess, an d'Argonstroumrate vu 15 L/min. D'Experiment ass entwéckelt fir 5 Gruppe vu Proben ze hunn, an déi 5 Gruppe vu Proben ginn separat getest. D'Beschichtungsdicke vun all Grupp vu Proben ass 1 mm.
(4) Beschichtungscharakteriséierung Nodeems d'Verkleedung ofgeschloss ass, gëtt d'Testprobe senkrecht op d'Bekleedungsrichtung mat Drotschneiden geschnidden. Nom Ausschneiden gëtt d'Probe Uewerfläch liicht poléiert fir d'Uelegflecken ze entfernen, déi während dem Ausschneiden bliwwen sinn, an d'Probe Uewerfläch Gëftstoffer ginn ultraschall an enger Ultraschallmaschinn gereinegt fir d'Probe komplett propper ze maachen an d'Interferenz mat de spéideren Tester ze eliminéieren. D'makroskopesch Morphologie vun der Beschichtung gouf mat engem RY-7045 Stereomikroskop observéiert. D'Probe gouf mat Aqua regia corrodéiert (de molar Verhältnis vun HCl zu HNO3 war 3: 1) fir 10-20 s. D'Mikrostruktur vun der Beschichtung gouf mat engem JSM-5610LM Scannen Elektronenmikroskop (SEM) observéiert. D'Beschichtungsphase gouf mat engem D / max2500 Röntgendiffraktometer (XRD) analyséiert. D'Scannen Wénkel war 20 ° -100 °, de Scanner Schrëtt war 0.05 °, an der Scanner Vitesse war 4 ° / min. D'Härheet vun der Probe gouf mat engem PCHVT-1000Z visuellen mikroskopesche Vickers Hardness Tester getest. D'Laaschtlaascht war 300 g an d'Haltzäit war 10 s.

D'Reibung an d'Verschleißeigenschaften vun der Beschichtung goufen mat engem GHT-1000EM Reibung a Verschleistester gemooss. D'Reibung an d'Verschleiungsprouwen goufen am Viraus flaach gemoolt a poléiert bis et keng offensichtlech Kratzer waren. D'Reibungspaarmaterial gouf geläscht an temperéiert GCr15 Stahl. D'Laascht gouf op 300 g fixéiert, d'Testzäit war 1 800 s, d'Motorgeschwindegkeet war 450 r/min, de Reibungsduerchmiesser war φ6 mm, an d'Motorfrequenz war 17.8 Hz. Nom Test gouf déi dreidimensional Morphologie vun de Verschleismarken op der Uewerfläch vum Exemplar mat engem Stereomikroskop observéiert.
D'Beschichtung ass charakteriséiert duerch de Verhältnis vum Verschleißbetrag zu der Aarbecht, déi vun der Belaaschtung gemaach gëtt, ω = M/FS (1)
Wou M de Verschleibetrag ass, g; F ass d'Testlast, N; S ass den Total Reiwung Distanz, S = 169 646 mm.

2 Experimentell Resultater an Analyse
(1) Makromorphologie vun der Beschichtungsbeschichtung
D'Makromorphologie vun der Beschichtungsbeschichtungsfläch gëtt an der Figur 1. D'Uewerflächemorphologie vun der Beschichtungsbeschichtung ass gutt geformt an d'Uewerfläch ass flaach. Keng Mängel wéi Rëss a Lächer ginn fonnt. Mat der Erhéijung vum WC-Inhalt trëtt Pulverstickung an Agglomeratioun op der Uewerfläch. Analyse weist datt mat der Erhéijung vum WC Inhalt d'Pulverflëssegkeet erofgeet an d'Uewerflächebekleedungstemperatur erofgeet. En aneren Deel gëtt duerch d'Sprit vum geschmollte Pool verursaacht.
(2) Phase Analyse vun Verkleedung Beschichtung
Den XRD Spektrum vun der Verkleedungsbeschichtung gëtt an der Figur 2. Wéi an der Figur 2 gewisen, ass d'FeCoCrNiMn-xWC Kompositbeschichtung haaptsächlech aus FCC Phase a BCC Phase Struktur komponéiert. Et kann kloer gesi ginn datt mat der Erhéijung vun der WC Zousatz den Diffraktiounspeak vun der FCC Phase eropgeet an den Diffraktiounspeak vun der BCC Phase erofgeet. Wann d'WC Zousatz 10% WC erreecht, verschwënnt den Diffraktiounspeak vun der BCC Phase bal komplett. WC-Partikel kënnen aus der Beschichtungsmatrix als Ausfäll ausfällen. Dës ausgefällt WC-Partikel bilden zousätzlech Verstäerkungsphasen an der Beschichtung, verbesseren d'Häertheet an d'Verschleißbeständegkeet vun der Beschichtung. Nidderschlagsstäerkung wäert d'Zesummesetzung an d'Verdeelung vun der Beschichtungsphasestruktur änneren, an doduerch d'Gesamtleistung vun der Beschichtung beaflossen. D'Erhéijung vun der WC wäert d'Mikrostruktur an d'Phasekompositioun vun der Hëtztbetraffener Zone änneren, well den héije Schmelzpunkt an d'thermesch Stabilitéit vum WC d'Bildung an d'Evolutioun vun der Hëtztbetraffener Zone beaflossen. Dës Ännerung vun der Hëtzt-betraff Zone wäert weider Afloss op d'Bildung an Leeschtung vun der Beschichtung Phase Struktur. Zweetens wäerten d'WC-Partikelen am Gitter vun der Beschichtungsmatrix opléisen fir eng zolidd Léisung ze bilden, an doduerch d'Härheet an d'Kraaft vun der Matrix verbesseren.
(3) Mikrostrukturanalyse vun der Beschichtungsbeschichtung
D'Mikrostruktur vun der Verkleedungsbeschichtung gëtt an der Figur 3. Wéi an der Figur 3 (a) gewisen, wann WC-Partikelen net bäigefüügt ginn, ass d'Beschichtung haaptsächlech equiaxéiert Kristalle, d'Längt vun de Kristalle an all Richtungen sinn ongeféier gläich, an d'Distanz. tëscht de Kristalle ass kleng; wéi an de Figuren 3 (b) an 3 (c) gewisen, wann 5% WC an 10% WC dobäi sinn, fänkt eng kleng Quantitéit un geschmoltenem WC-Partikel an de Kompositbeschichtungskristallen op. Wann déi equiaxéiert Kristalle méi fein ginn, transforméiere se sech a kolonar Dendriten, an d'Mikrostrukturkäre ginn méi fein. No der Zousatz vun 10% WC gëtt d'Kompositbeschichtung wesentlech raffinéiert; wéi an de Figuren 3 (d) an 3 (e) gewisen, wann 15% WC an 20% WC bäigefüügt ginn, falen d'kolonare Kristalle vun der Kompositbeschichtung erof, an d'Mikrostruktur ass meeschtens cellulär Kristalle. Dëst weist datt d'Erhéijung vun der Zuel vun de WC-Partikel fir d'Verfeinerung vun der Legierungsstruktur förderlech ass, an d'Interaktioun tëscht den WC-Partikelen an der Matrix wäert och d'Feinkornverstäerkung förderen.
(4) Hardness Analyse vun der Beschichtungsbeschichtung D'Querschnitts-Mikrohardheet vun der Beschichtungsbeschichtung gëtt an der Figur 4 gewisen. D'Härheet vun der FeCoCrNiMn-xWC-Kompositbeschichtung ass wesentlech verbessert ginn nodeems d'WC-Partikelen addéieren. Wann WC Partikelen net dobäi sinn, ass d'Duerchschnëttsmikrohardheet vun der Beschichtung 393.8 HV0.3; Wann de WC Inhalt 5%, 10%, 15% an 20% ass, ass déi duerchschnëttlech Mikrohardheet vun der Kompositbeschichtung 431.9 HV0.3, 484.5 HV0.3, 450.6 HV0.3, an 430.1 HV0.3. Dëst ass well déi héich Hardness vum WC selwer effektiv d'Häertkeet vun der héich Entropie Legierung Kompositbeschichtung verbesseren kann. Zweetens, wärend der Verkleedung, wäerten e puer WC-Partikel C Elementer generéieren wéinst héijer Temperaturrëss, an d'Karbiden (Fe3C, Cr7C3, W2C) generéiert vu C Elementer a Fe, Cr, W an aner Elementer förderen och d'Verbesserung vun der Mikrohardheet vun der Beschichtung.
(5) Tribologesch Analyse vun der Beschichtungsbeschichtung D'Reibungskoeffizient-Zäitkurve gëtt an der Figur 5. Wann d'WC net an d'Kleedungsbeschichtung bäigefüügt gëtt, ass den duerchschnëttleche Reibungskoeffizient vun der Kompositbeschichtung 0.69; wann WC-Partikel mat enger Massfraktioun vu 5% bäigefüügt ginn, ass de Reibungskoeffizient vun der Kompositbeschichtung 0.72; wann WC-Partikele mat enger Massefraktioun vun 10% bäigefüügt ginn, ass den Duerchschnëttsreibungskoeffizient vun der Kompositbeschichtung déi klengst, wat 0.58 ass; wann WC-Partikele mat enger Massfraktioun vu 15% bäigefüügt ginn, ass den duerchschnëttleche Reibungskoeffizient vun der Kompositbeschichtung 0.86; wann WC-Partikel mat enger Massfraktioun vun 20% bäigefüügt ginn, ass den duerchschnëttleche Reibungskoeffizient vun der Kompositbeschichtung 0.59.

Wann WC op d'Beschichtung bäigefüügt gëtt, kann et d'Härheet vun der Beschichtung wesentlech erhéijen. Wann ënner externen Verschleiung ausgesat ass, kann d'Héichhärtbeschichtung méi effektiv géint d'Ausschneiden a Kratzer vu Verschleispartikelen widderstoen, an doduerch d'Verschleißbeständegkeet verbesseren. WC addéieren kann och d'Korngréisst vun der Beschichtung verfeineren, an doduerch d'Kraaft an d'Härheet vun der Beschichtung verbesseren. Déi raffinéiert Käre kënnen d'Resistenz géint d'Verschiebung rutschen erhéijen an d'Verschleißbeständegkeet vun der Beschichtung verbesseren. Mat der Erhéijung vum WC Inhalt tendéiert de Reibungskoeffizient erop. Dëst ass well ze vill WC-Partikel d'Verbindungskraaft tëscht der Beschichtung an dem Substrat schwächen. Wann se un externen Verschleiung ënnerworf gëtt, ass d'Beschichtung méi wahrscheinlech aus dem Substrat ofschielen, an doduerch d'Verschleißbeständegkeet reduzéiert.
D'Verschleiungsquote vun all Verkleedungsschicht gëtt no der Formel (1) berechent, an d'Verschleisbetrag an d'Verschleiungsquote Staanggrafik vu FeCoCrNiMn-xWC Kompositbeschichtungen mat verschiddene WC Inhalter ginn gezeechent, wéi an der Figur 6. D'Verschleiungsquote vum FeCoCrNiMn. Verkleedungsbeschichtung ouni WC-Partikel ass 1.308 × 10-5 g/(N·m), d'Verschleiungsquote vun der 5% WC-Kompositbeschichtung ass 1.278 × 10-5 g/(N·m), d'Verschleiungsquote vun den 10% WC Kompositbeschichtung ass 0.857 × 10-5 g/(N·m), d'Verschleiungsquote vun der 15%WC Kompositbeschichtung ass 0.917 × 10-5 g/(N·m), an d'Verschleiungsquote vun der 20%WC Kompositbeschichtung ass 0.910 × 10-5 g/(N·m). Ënnert hinnen sinn d'Verschleisbetrag an d'Verschleiungsquote vun der 10% WC Kompositbeschichtung am niddregsten, an d'Verschleisbeständegkeet ass déi bescht.
D'Mikromorphologie vun der Beschichtung Verschleien Narbe no der Reibung a Verschleiungstest gëtt an der Figur 7 gewisen. Figur 7 (a) weist datt ouni WC d'Verschleiung Narbenmorphologie vun der Kompositbeschichtung staark Adhäsioun weist, d'Uewerflächklebstoffmaterial ass evident an haaptsächlech Adhäsioun, an den Haaptverschleismodus ass Klebstoffverschleiung; Figur 7 (b) weist d'Verschleiung Narbenmorphologie vun der 5% WC Kompositbeschichtung. D'Zousätzlech vun Spuer WC huet eng offensichtlech Verschleiß-Reduktiounseffekt op der Kompositbeschichtung, reduzéiert d'Peelung vun der Beschichtung, an et gi evident Plou- a Metalloxiden am Verschleisberäich; Figure 7 (c) weist d'Verschleismorphologie vun der 10% WC-Kompositbeschichtung, an där d'Ploe reduzéiert gëtt an d'Peelung erhéicht gëtt; Figure 7 (d) weist d'Verschleißmorphologie vun der 15% WC-Kompositbeschichtung, an där d'Peeling an d'Reibungsplowing sichtbar sinn, an d'Metalloxid op der Uewerfläch vun der Kompositbeschichtung erhéicht; Figur 7 (e) weist d'Verschleiung Narbenmorphologie vun der 20% WC Kompositbeschichtung. Wann méi WC-Partikelen bäigefüügt ginn, gëtt d'Delaminatioun an d'Ofdreiwungsphenomen am Verschleißberäich vun der Beschichtung wesentlech reduzéiert, an de Volume vun de Gruef gëtt och reduzéiert. Cr kann Carbiden wéi Cr7C3 a Fe3C mat Elementer wéi Fe a C bilden, a Cr2O3 mat festem Schmier mat O bilden. WC wäerte W2C feste Léisung no Zersetzung bilden, wat d'Verschleißbeständegkeet vun der Verkleedungsschicht verbessert. Zesummegefaasst, kombinéiert mat der tribologescher Theorie Analyse, ass d'Verschleisform vun der Kompositbeschichtung haaptsächlech abrasiv Verschleiung an oxidativ Verschleiung, begleet vu Klebstoffverschleiung.

3 Applikatioun
D'Resultater vun dësem Pabeier goufen an der Produktioun vun der Uewerflächebeschichtung vun der mëttlerer Groove vum SGZ800/1710-Typ Schrapertransporter fir Kuelegrouwentransport vu Xi'an Heavy Equipment Pubai Coal Mine Machinery Co., Ltd., an der Beschichtung benotzt. d'Dicke erreecht 3 mm. No engem industriellen Test vun 240 Deeg an der Kuel Minière, war d'Verschleißdicke vun der Mëtt Groove 3 ~ 5 mm, während der zouzedrécken Dicke vun der zouzedrécken-resistent géint Plack NM450 war 5 ~ 10 mm, a seng zouzedrécken Resistenz war staark verbessert.

4 Konklusioun
(1) D'Zousatz vun WC Partikelen huet d'Mikrostruktur vun der Beschichtung wesentlech geännert. D'Mikrostruktur vun der FeCoCrNiMn-xWC Beschichtungsbeschichtung besteet haaptsächlech aus equiaxéierte Kristalle a Kolumn Dendriten. Mat der Erhéijung vum WC Inhalt, WC Partikelen a BCC Phasen och erop, an d'Mikrostruktur vun der Beschichtung gëtt wesentlech raffinéiert. D'Mikrostruktur ass haaptsächlech FCC Phase a BCC Phase, an enthält eng kleng Quantitéit vun WC, W2C an Cr7C3 Phase.
(2) D'Quantitéit u WC-Partikelen dobäigesat huet e wesentlechen Effekt op d'mechanesch Eegeschafte vun der Beschichtung. Mat der Erhéijung vum WC Inhalt erhéicht d'Mikrohardheet vun der Verkleedungsschicht wesentlech. Déi duerchschnëttlech Mikrohardheet vun der 10% WC Beschichtungsbeschichtung ass déi héchst, mam maximale Wäert vun 484.5 HV0.3.
(3) De Verschleißverloscht a Verschleiungsquote vun der 10% WC Beschichtungsbeschichtung sinn déi niddregst, déi 0.011 4 g respektiv 0.857 × 10-5 g / (N · m) sinn. D'Verschleißbeständegkeet ass déi bescht. D'Verschleismodi sinn haaptsächlech abrasiv Verschleiung an oxidativ Verschleiung, begleet vu Klebstoffverschleiung.