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18CrNiMo7-6齿轮钢表面激光熔覆及其胶合承载性能研究

采用同轴送粉激光熔覆技术以不同比例的ZrO₂、MoS₂和Ni基合金粉末为熔覆材料在18CrNiMo7-6齿轮材料表面制备两种激光熔覆合金层，分析了熔覆合金层的微观组织与显微硬度，并利用MJP-30A滚动接触摩擦磨损试验机对激光熔覆试样和渗碳试样进行胶合承载性能模拟试验。结果表明：NiCr20-3wt%ZrO₂熔覆合金层主要由枝晶组织和共晶组织组成，其表面硬度约为620HV0.5；NiCr20-3wt%ZrO2-1wt%MoS₂熔覆合金层相组成物有白亮的近球状颗粒、黑色的花形状颗粒和树枝晶，表面硬度约为486HV0.5；NiCr20-3wt%ZrO₂和NiCr20-3wt%ZrO₂-1wt%MoS₂两种熔覆试样的临界失效载荷较渗碳试样分别提高了8.41%和44.86%；其中，渗碳试样为典型的热胶合损伤，临界闪温为207℃；NiCr20-3wt%ZrO₂试样未达到胶合临界闪温条件，其失效机制为熔覆层材料的疲劳剥落；NiCr20-3wt%ZrO₂-1wt%MoS₂试样在达到胶合临界闪温后其表面的自润滑效果抑制了胶合的快速发展，直至载荷持续增加至临界失效载荷后，随着表面疲劳裂纹的萌生与扩展最终形成局部材料脱落而失效。