硬质相颗粒的选择与添加量控制

硬质相颗粒是复合熔覆涂层的"骨架"。它们硬度高、耐磨，但脆性大；加少了不耐磨，加多了涂层开裂、掉块。选哪一种、加多少，直接决定涂层在摩擦工况下是延寿还是早夭。

四种常用硬质相的对比

硬质相	硬度(HV)	特点	适用粘结相
WC（碳化钨）	1800～2400	韧性好、与金属润湿佳，最常用	Ni基、Co基、Fe基
TiC（碳化钛）	2800～3200	硬度高、密度小，但脆性大	Ni基、Fe基
SiC（碳化硅）	2500～2800	耐高温，但与铁基反应剧烈	铝基、镍基
B4C（碳化硼）	3000以上	极硬、低密度，激光熔覆中易分解	科研为主

工业现场 90% 的复合熔覆选 WC，原因是它与镍基、钴基合金润湿性好，激光高温下分解可控，磨损工况下既硬又韧。

添加量怎么定

添加量按质量百分比计，常用区间：

• 20%～30% WC：以粘结相性能为主，涂层韧性好、裂纹倾向低，适合中等磨损 + 冲击载荷；
• 35%～50% WC：耐磨显著提升，是轧辊、柱塞、密封面的主流区间；
• 55%～65% WC：极端磨粒磨损工况，但必须预热、缓冷，否则网状裂纹不可避免；
• >70%：不推荐激光熔覆，涂层基本必裂。

颗粒尺寸与分布控制

WC 颗粒常用 30～75 μm。颗粒过细（<15 μm）在激光高温下易完全溶解，变成 W 固溶进基体，失去硬质相作用；颗粒过粗（>105 μm）则未熔透、与基体界面结合差。粒度分布建议 D50 集中在 45 μm 左右。

涂层中硬质相应呈均匀弥散分布，不要出现局部聚集。这取决于复合粉末的制备与混合工艺是否到位。从显微组织看，理想状态下 WC 颗粒完整保留原形貌、边缘有轻微溶解但不消失，周围金属基体紧密包裹，没有裂纹沿颗粒边缘扩展。最终涂层耐磨性如何，可结合粉末成分对熔覆层耐磨性的影响一起评估。