针对煤矿环境下油缸激光熔覆层腐蚀失效问题,分析井下用水、煤粉浸泡液水、煤质等矿井环境,用金相显微镜研究熔覆层的微观组织,使用SEM图像、EDS能谱、XPS等手段研究熔覆层腐蚀状态及化学元素,探讨了熔覆层在煤矿环境下的腐蚀机理。结果显示,熔覆层和基体冶金结合良好,内部未发现缺陷;组织呈树枝状结晶和椭圆、颗粒形状分布,越靠近基体,枝晶越细小;腐蚀坑深度50~150μm,可达熔覆层厚度的1/4,大小深浅不一;熔覆层化学成分均匀,元素含量满足设计要求,不存在明显的元素偏析;EDS能谱、XPS等测试结果显示腐蚀从熔覆层枝晶间的贫铬区开始,S、Cl等元素参与了腐蚀过程;含有S、Cl等腐蚀介质的煤粉与熔覆层间的点蚀、接触腐蚀等导致熔覆层失效。研究为煤矿环境下油缸的表面处理工艺设计提供了参考。

针对液压油缸内壁表面强化问题,利用激光熔覆技术和电弧熔覆技术分别制备了液压油缸内壁激光熔覆层和内壁熔铜层。结果表明:激光熔覆层主要由奥氏体相组成;而内壁熔铜层主要由α-Cu基体、球状γ相以及枝晶态κ相组成,且出现了元素偏析现象;其次,激光熔覆层的硬度显著高于内壁熔覆层;耐蚀性分析表明,相比内壁熔铜层,激光熔覆层具有更为优异的耐蚀性,尤其盐雾腐蚀下性能差异明显,在于内壁熔铜层出现了疏松的Cu_(2)O和Cu_(2)(OH)_(3)Cl,有望为液压油缸内壁强化与性能提升提供技术支持。