表面技术 第53卷 第5期 ·108· SURFACE TECHNOLOGY 2024年3月
收稿日期：2023-03-01；修订日期：2023-10-09 Received：2023-03-01；
Revised：2023-10-09 基金项目：广东省自然科学基金（2023A1515010269） Fund：Natural Science Foundation of Guangdong Province (2023A1515010269) 引文格式：常倾城, 任利兵, 刘英, 等. H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层组织及高温耐磨损性能[J]. 表面技术, 2024, 53(5): 108-114. CHANG Qingcheng, REN Libing, LIU Ying, et al. Microstructure and High Temperature Wear Resistance of Laser Cladding NbC/Ni60 Composite Coating on H13 Die Steel[J]. Surface Technology, 2024, 53(5): 108-114. *通信作者（Corresponding author） H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层
组织及高温耐磨损性能
常倾城1，任利兵1，刘英1,2*，谢咏馨1，李卫1
（1.暨南大学 先进耐磨蚀及功能材料研究院，广州 510632；
2.暨南大学 韶关研究院，广东 韶关 512027）
摘要：目的 研究NbC颗粒的加入量对H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层的组织、硬度和耐磨性的影
响。方法 将Ni60合金粉末与NbC碳化物粉末球磨混合，采用激光熔覆技术，在H13钢基体表面制备不同
NbC含量（质量分数分别为0%、10%、20%、30%）增强的NbC/Ni60合金复合涂层。采用电子扫描显微镜
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1 / 11 激光熔覆技术研究进展及其工业应用
激光熔覆是通过在基材表面添加熔覆材料，并利用
高能密度激光束辐照加热，使熔覆材料和基材表面薄层
发生熔化，并快速凝固，从而在基材表面形成冶金结合
的熔覆层⋯。因激光熔覆具有应用灵活、耗能小，热输
入量较低，引起的热变形较小，不需要后续加工或加工
量很小，减少公害等优点，近十年来激光熔覆技术在材
料表面改性方面受到高度的重视。
2 激光熔覆的材料体系
自激光熔覆技术开发应用以来，最先应用和研究最
广的涂层材料是自熔合金。在此基础上，根据服役条件
和更加严格的性能要求，在自熔合金中加人各种高熔点
的碳化物(TiC，SiC，B C，WC>、氮化物、硼化物和氧
化物陶瓷颗粒，形成了复合涂层甚至纯陶瓷涂层 ]。
2．1 自熔性合金材料
自熔性合金粉末是指加入具有强烈脱氧和自熔作用
的Si，B等元素的合金粉末，这两种元素能和大多数
合金元素(如Ni，co，Fe等>形成低熔点共晶，使合金
熔点降低，并在激光熔覆过程中，可防止液态金属过度
氧化，从而改善熔体对基体金属的润湿能力，减少熔覆
层中的夹杂和含氧量，提高熔覆层的工艺成形性
能。目前国内外生产的自熔合金粉可分为Ni基，
co基和Fe基3大类。 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途
2 / 11 这几类自熔性合金粉末对碳钢、不锈钢、合金钢、
铸钢等多种基材有较好的适应性，能获得氧化物含量
低、气孔率小的熔覆层。
M基自熔性合金粉末以其良好的润湿性、耐蚀性、
高温自润滑作用和适中的价格在激光熔覆材料中研究最
多、应用最广。它主要适用于局部要求耐磨、耐热腐蚀
及抗热疲劳的构件。Ni基合金以含Ni量一般不超过
70％，主要添加cu，Cr，Mo，W，Si，B，Mn等，以
适应各种不同化学性质的工作介质。。的要求。
Co基自熔性合金粉末具有良好的高温性能和耐腐
材料科学与工程学院刘勇
工学博士副教授\硕士生导师+86-451-86413920转8109liuy@主要研究方向固体润滑材料及其空间摩擦学行为、润滑油脂及其空间环境润滑行为、空间原子氧模拟技术、表面改性材料及其空间环境效应
社会兼职
主要学术成果
1.Y.Liu,D.Z.Yang,W.L.Wu,S.Q.Yang.DrySlidingWearBehaviorofTi-6Al-4VAlloyinAir.JournalofHarbinInstituteofTechnology(NewSeries).2002,19(1):67∼712.刘勇，杨德庄，何世禹，武万良.Ti-6Al-4V合金在真空中的干滑动磨损行为.金属学报.2003,9(7):711∼7143.刘勇，杨德庄，何世禹，武万良.Ti-6Al-4V合金表面的热氧化/真空扩散处理.中国有色金属学报.2003,13(1):177∼1804.LiuYong，YangDe-Zhuang，HeShi-Yu，parisonsofdryslidingwearoftheTi-6Al-4Valloyunderconditionofairandvacuum.TransactionsofNonferrousMetalsSocietyofChina.2003,13(5):1137∼11405.Y.Liu,D.Z.Yang,S.Y.He,W.L.Wu.MicrostructuredevelopedinsurfacelayerofTi-6Al-4Valloyafterslidingwearinvacuum.MaterialsCharacterization.2003.50:275∼2796.YongLiu,ZhuyuYe,DezhuangYang,ShiyuHe.Effectoftemperatureonfrictionandwearoftitaniumalloyinvacuum.7thInternationalConferenceon“ProtectionofMaterialsandStructuresfromSpaceEnvironment”,Toronto-Canada,May10-13,2004,72∼747.刘勇，杨德庄，何世禹，武万良.TC4合金的磨损率及磨损表面层的显微组织变化.稀有金属材料与工程.2005,34(1):128∼1318.刘勇，叶铸玉，杨德庄，何世禹.TC4合金在真空低温下的摩擦磨损行为.哈尔滨工业大学学报.2006.38:335∼3399.刘勇，罗崇泰，叶铸玉，杨剑群，杨德庄.MoS2/石墨溅射涂层在真空中不同载荷下的摩擦磨损行为研究.润滑与密封.2007.32(11):131∼13210.YongLiu,ChongtaiLuo,ZhuyuYe,JianqunYang,andDezhuangYang.StudyonTribologicalPropertiesofMoS2+GraphiteSputteringCompositeCoatingunderVariousEnvironmentPressures.9thInternationalConferenceon“ProtectionofMaterialsandStructuresfromSpaceEnvironment”,Toronto-Canada,May22-24,2007,11.YongLiu,ZhongtaiLuo,ZhuyuYe,XingdongYuan,DezhuangYang.StudyonFrictionandWearPropertiesinVacuumforγ-RayIrradiatedPTFECoatings.9thInternationalConferenceon“ProtectionofMaterialsandStructuresfromSpaceEnvironment”,Toronto-Canada,May22-24,2007,12.YongLiu,ZhuyuYe,DezhuangYang,ShiyuHe.ThermalOxidizedCoatingonSurfaceofTitaniumAlloyforImprovementofTribologicalPropertiesinVacuum.第五届摩擦学国际会议CIST2008.13.YongLiu,ZhuyuYe,XingdongYuan,DezhuangYang.StudyonFrictionandWearPropertiesinVacuumforγ-RayIrradiatedPTFECoatings.第五届摩擦学国际会议CIST2008.14.孙荣禄，刘勇，杨德庄，钛合金表面激光熔覆NiCrBSi-TiC复合涂层的组织和摩擦磨损性能.中国激光.2003.30(7):659∼66215.孙荣禄，刘勇，杨德庄.TC4合金及其表面TiCp/Ni基合金及光荣浮沉的摩擦磨损性能.摩擦学学报.2003.23(6):457∼46216.W.L.Wu,Y.Liu,D.Z.Yang,W.R.Huang.MicrostructureofTiCdendritesreinforcedtitaniummatrixcompositelayerbylasercladding.JournalofMaterialsScienceLetters.2003.22(16):1169∼117117.杨剑群，刘勇，杨德庄，袁兴栋，叶铸玉.MoS2/Graphite涂层真空环境下摩擦学行为研究.哈尔滨工业大学学报.2006.38:358∼360.18.袁兴栋，刘勇，杨德庄，杨剑群，叶铸玉.聚四氟乙烯涂层真空中的摩擦磨损性能研究.哈尔滨工业大学学报.2006.38:363∼366.19.YuGao,SongHe,DezhuangYang,YongLiu,Zhi-junLi.Effectofvacuumthermo-cyclingonphysicalpropertiesofunidirectionalM40J/POSITESPARTB-ENGINEERING.2005,36:351∼35820.GaoYu,Sheng-ling,YangDezhuang,LiuYong,LiZhi-jun.Astudyondamageeffectofvacuumthermo-cyclingonM40J-Epoxycomposites.JournalofReinforcedplasticsandComposites.2005,24(16):1705∼171121.WANGGang,MAXinxin,TANGGuangze,LIUYong,YANGDezhuang,andHEShiyu.Effectofslidingvelocityinvacuumontribologicalbehaviorofnitrided2Cr13steel.Raremetals(s)20071422.JianqunYang,YongLiu,YeZhuyu,Yangdezhuang,HeShiyu.WearBehaviorofPlasma-nitrided2Cr13MartensiticStainlessSteelunderAirandVacuum.第五届摩擦学国际会议CIST2008.23.JianqunYang,YongLiu,YeZhuyu,Yangdezhuang,HeShiyu.EffectofGammaIrradiationonFrictionandWearBehaviorofMoS2/graphitecoatingsinVacuum.第五届摩擦学国际会议CIST2008.24.XinxinMa,GangWang,GuangzeTang,YongLiu,ShiyuHeandDezhuangYang.TribologicalBehaviorsatHighLoadofMoS2FilmsinVacuum.第五届摩擦学国际会议CIST2008.25.高禹，董尚利，杨德庄，刘勇，李志君.在120keV质子辐照下环氧树脂的质损效应.高分子材料科学与工程.2008.(9)24:72∼7526.JianqunYang,YongLiu,ZhuyuYe,DezhuangYang,ShiyuHe,Microstructureandtribologicalcharacteristicsofnitridedlayeronmartensiticstainlesssteelinairandvacuum,Surf.Coat.&Tech.2009,204:705∼712
表面技术 第52卷 第9期 ·430· SURFACE TECHNOLOGY 2023年9月
收稿日期：2022-08-21；修订日期：2023-01-08 Received：2022-08-21；Revised：2023-01-08 基金项目：福建省高校创新团队发展计划（闽教科〔2020〕12号）；长服役期铝合金建筑模板制造关键技术及智能装备研发(2021H4107)；福建省2022年中央引导地方科技发展资金项目（2022L3014） Fund：Supported by Program for Innovative Research Team in Science and Technology in Fujian Province University ([2020]12); Long-term Service Period Aluminum Alloy Building Formwork Manufacturing Key Technology and Intelligent Equipment Research and Development (2021H4107)；Fujian Province 2022 Central Government Guiding Local Science and Technology Development Projects (2022L3014) 引文格式：黄旭, 徐伟麒, 张家诚, 等. 激光熔覆(Ni60+NbC)+h-BN@Cu涂层组织与性能研究[J]. 表面技术, 2023, 52(9): 430-438. HUANG Xu, XU Wei-qi, ZHANG Jia-cheng, et al. Microstructure and Properties of Laser Cladding (Ni60+NbC)+h-BN@Cu Coatings[J]. Surface Technology, 2023, 52(9): 430-438. 激光熔覆(Ni60+NbC)+h-BN@Cu涂层
