高速激光熔覆Stellite6/60%WC复合涂层的微观结构及浆料冲蚀磨损行为研究

本文突破性地采用高速激光熔覆(HSLC)技术成功制备了WC含量高达60wt.%的无裂纹Stellite6/WC复合涂层，系统研究了WC添加对NaCl-SiO2浆料环境中涂层微观结构演变及冲蚀磨损机制的影响。研究发现WC颗粒通过细化基体晶粒、固溶强化及"阴影保护"协同效应，使60WC涂层硬度提升至1170.78 HV5，冲蚀磨损体积损失降低95.19%，为水电装备关键部件表面强化提供了新思路。

　　

Highlight

高速激光熔覆(HSLC)制备的Stellite6/WC复合涂层展现出独特的"阴影保护"效应——就像雨林中高大乔木为下层植被遮风挡雨那样，未熔化的WC颗粒能有效阻隔SiO₂磨料对周围基体的冲击损伤。这种三维空间上的协同防护机制，使得60%WC含量的涂层在严苛的NaCl-SiO₂浆料环境中创造了95.19%的磨损损失降幅纪录。

涂层形貌

图5展示了复合涂层的横截面形貌"全家福"。令人振奋的是，所有涂层都像经过严格体检的运动员——内部无裂纹、气孔等"健康隐患"，涂层与基体间的界面平整得像镜面。随着WC含量增加，那些保持球形"本色出演"的WC颗粒在涂层中闪闪发亮，证明HSLC工艺成功控制了熔池温度，避免了WC的过度溶解。这些"硬汉"颗粒的直径大多在5-15μm范围内规律分布，就像精心布置的防御矩阵。

结论

1. 1.

   复合涂层就像多元合金的"联合国"：Stellite6基体是"主办国"，WC颗粒是"常任理事国"，而周围析出的M₇C₃、M₂₃C₆等金属碳化物则是"观察员国"。当WC含量提升时，这些碳化物会像卫星城一样在WC周围形成"保护圈"。

2. 2.

   硬度测试就像给涂层做"体能测试"：60WC涂层以1170.78 HV₅的优异成绩夺冠，这要归功于WC颗粒和碳化物的"团队作战"。

3. 3.

   冲蚀磨损实验相当于"极限压力测试"：60WC涂层展现出95.19%的损失降幅，WC颗粒既能像"防弹衣"一样抵抗磨料刮擦，又会通过"阴影效应"保护周边区域。不过要注意，当磨料冲击过强时，这些"硬汉"也可能发生碎裂，就像铠甲被重锤击破。