高温环境下超声滚压工艺参数与涂层表面性能的相关性

在45#钢基体表面等离子喷涂得到Fe基WC涂层,将喷涂后的试样进行磨削加工,探究不同加工参数下超声滚压对Fe基WC涂层表面性能的变化。利用正交试验研究在不同的超声滚压(USRP)加工参数下,强化处理后Fe基WC涂层粗糙度的变化,明确各加工参数对表面粗糙度影响的显著性。采用三维白光干涉形貌仪、SEM等手段分析Fe基WC涂层的表面粗糙度、截面组织形貌、显微硬度和残余应力。结果表明,工艺参数对粗糙度影响的程度顺序为:温度>主轴转速>静压力>下压量。在温度为650℃、主轴转速为125 r/min、静压力为0.5 MPa、下压量为0.25 mm的工艺参数下,高温超声滚压(HT+USRP)处理后Fe基WC涂层表面粗糙度Ra由原本磨削的1.298μm和常温超声滚压(NT+USRP)的0.658μm降至0.211μm;在温度为650℃、主轴转速为125 r/min、静压力为0.4 MPa、下压量为0.25 mm的工艺参数下,涂层表面发生塑性变形,晶粒细化,显微硬度由原本磨削后未超声滚压(Untreated)的588.3 HV和NT+USRP的712.5 HV升至1058.8 HV。NT+USRP后的残余压应力为-359.7 MPa,HT+USRP后降至-308.2 MPa,但HT+USRP后试样的残余压应力层深度能达到800μm。HT+USRP工艺明显改善了Fe基WC涂层表面性能质量,其中温度对工艺的影响最为显著。