● 摘要
镍基合金具有熔点高、密度低、比强度高、耐蚀性优异等突出优点，在航空、航天、兵器、生物医学工程等领域中得到广泛应用。但其在耐磨性与高温抗氧化性上的不足，限制了镍基合金作为摩擦副运动零部件的应用。本文以不同比例的陶瓷颗粒TiC及WC混合Ni16Cr16Al合金粉末为原料，采用激光熔覆技术在不锈钢表面制得以陶瓷颗粒TiC和WC为涂层耐磨增强相、以具有良好耐磨性和强韧性配合的金属间化合物Ni3Al为涂层基体的主要组成相、组织致密均匀、与不锈钢基材之间为完全冶金结合、厚度为1mm的新型金属间化合物耐磨复合材料涂层。分别采用光学显微镜（OM）、X射线衍射法（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱分析（EDS）等手段分析了涂层的显微组织，分别测试了涂层与不锈钢基材的显微硬度和室温干滑动磨损性能，分析了其磨损机理，并考察了涂层经长时间高温时效处理后组织稳定性。激光熔覆不同比例陶瓷颗粒TiC及WC增强Ni-Al基复合材料的各个涂层均与基材具有良好的冶金结合，无结堆、成球或明显断开处，无气孔，无裂纹。激光熔覆陶瓷颗粒TiC增强Ni-Al基复合材料涂层显微组织特征为增强TiC相均匀的分布在以树枝晶Ni3Al相和枝晶间Ni0.58Al0.42相为主的基体上；激光熔覆陶瓷颗粒WC增强Ni-Al基复合材料涂层显微组织特征主要为增强WC 相分布在镍基固溶体NiAl及γ-Ni基体上，W元素分布不均匀，很多地方存在富WC现象，部分区域C被烧损出现W3C相。激光熔覆陶瓷颗粒TiC增强Ni-Al基复合材料涂层中增强相平均显微硬度为1450HV0.2，增强相TiC为12%时其它镍基合金区域平均显微硬度为630HV0.2，增强相TiC为20%时其它镍基合金区域平均显微硬度为490HV0.2；激光熔覆陶瓷颗粒WC增强Ni-Al基复合材料涂层中增强相平均显微硬度为1180HV0.2，增强相WC为18%时和28%时其它镍基合金区域平均显微硬度均为690HV0.2。在室温干滑动磨损试验条件下，激光熔覆以不同含量的TiC及WC陶瓷颗粒为增强相的Ni-Al基复合材料涂层显示出良好的室温干滑动磨损耐磨性，涂层的室温干滑动磨损机理主要表现为反复的轻微擦划及轻微切削。1000℃高温时效50小时的显微组织研究表明两种合金激光熔覆涂层组织具有优良的高温抗氧化性。