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45#鋼作為一種優(yōu)質(zhì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼,因其較高的強度和優(yōu)良的可加工性被廣泛應(yīng)用于礦山開采、冶金等工業(yè)領(lǐng)域。但是45#鋼硬度較低、耐腐蝕性較差,這使得45#鋼在使用過程中往往磨損腐蝕嚴重,影響其使用壽命。采用激光熔覆技術(shù)在45#鋼表面制備一層耐磨耐腐蝕的涂層可以有效提高45#鋼的使用壽命。然而預(yù)鋪式激光熔覆中材料填送環(huán)節(jié)存在較多問題,如結(jié)合力弱和厚度不易控制等問題。為了解決上述問題,同時對45#鋼進行表面改性處理,本文采用復(fù)合電鍍的方法在45#鋼上同時沉積Ni（Co）和鐵基非晶粉末制備預(yù)鍍層,然后對預(yù)鍍層進行激光熔覆,得到Fe-Ni涂層和Fe-Co涂層。采用XRD、SEM、TEM、納米壓痕、耐磨性分析、耐腐蝕性分析對涂層的組織與性能進行了表征,得出以下結(jié)論:（1）采用復(fù)合電鍍的方法成功的Ni（Co）和鐵基非晶粉末一起沉積到45#鋼表面。通過對預(yù)鍍層的截面觀察和EDS分析,結(jié)果表明鐵基非晶粉末在預(yù)鍍層中均勻分布。預(yù)鍍層表面平整,厚度可控且與45#鋼基體結(jié)合緊密。復(fù)合電鍍的方法能改良激光熔覆中材料填送環(huán)節(jié),有效的解決了預(yù)鋪式粉層存在的平整度差、結(jié)合力弱等一些問題。

   （2）通過對激光熔覆工藝參數(shù)的優(yōu)化,確定了制備Fe-Ni涂層的工藝參數(shù)為功率224 W、掃描速度4 mm/s。工藝的Fe-Ni涂層與45#鋼呈冶金結(jié)合,涂層主要由頂部的非晶區(qū),中部的細結(jié)晶區(qū)和底部的結(jié)合區(qū)組成。涂層中的非晶含量為45.2%,結(jié)晶相主要為γ（Fe,Ni）相。工藝的Fe-Ni涂層硬度高達12.59 GPa。工藝的Fe-Ni涂層具有優(yōu)良的耐磨性,磨損速率為0.245 mm~3/（N·m）,涂層的磨損機制主要為剝層磨損和氧化磨損。工藝的Fe-Ni涂層有著卓越的耐腐蝕性,在3.5 wt.%的NaCl溶液中的腐蝕電流為0.1366μA·cm-2,極化阻抗為75688.12Ω·cm~2。涂層的腐蝕機理主要為Cl-對腐蝕膜的溶解和貧Cr區(qū)的產(chǎn)生。（3）通過對激光熔覆工藝參數(shù)的優(yōu)化,確定了制備Fe-Co涂層的工藝參數(shù)為功率238 W、掃描速度5 mm/s。工藝的Fe-Co涂層與45#鋼呈冶金結(jié)合,涂層各區(qū)域組織細小均勻,尺寸均為1μm左右。涂層的非晶含量為13.3%,結(jié)晶相主要為頂部和中部的Co Fe相和底部的Fe3Co相。工藝的Fe-Co涂層的硬度高達11.21 GPa。工藝的Fe-Co涂層在5 N、7.5 N、10 N的載荷下均表現(xiàn)出優(yōu)良的耐磨性。隨著載荷的增加,涂層摩擦系數(shù)降低,氧化磨損程度加劇,并且由磨粒磨損變?yōu)槠谀p。工藝的Fe-Co涂層在0.1 M HCl、3.5 wt%NaCl、0.1 M Na OH三種電解質(zhì)溶液中均表現(xiàn)出數(shù)倍于45#鋼基體的耐腐蝕性,這主要歸功于涂層中含有的非晶相和鈍化膜元素。本文通過復(fù)合電鍍和激光熔覆相結(jié)合的方法制備出兩種具有一定非晶含量的涂層。兩種涂層均具有較高的硬度、優(yōu)異的耐磨性和耐腐蝕性,這有助于高性能涂層的設(shè)計