为了研究激光钎焊金刚石磨粒表面金属化生成物类别与形成机制, 采用第一性原理的密度泛函理论对常见碳化物进行了计算, 并采用Ni-Cr合金钎料, 借助光纤激光热源对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验, 获得了Cr3C2和Cr7C3两种碳化物的结构和力学性能参量以及金刚石磨粒表面微结构和碳化物种类。结果表明, Cr3C2和Cr7C3两者都具有金属性, 且后者韧性更强; 激光钎焊得到的金刚石磨粒与Ni-Cr合金钎料界面冶金反应层厚度约为4μm, 金刚石磨粒表面碳化物主要为Cr3C2; 超声辅助激光钎焊得到的金刚石磨粒表面碳化物为Cr3C2和Cr7C3, 超声波高频振动可以促进界面反应, 进而生成含碳量低的Cr7C3。此研究结果对激光钎焊金刚石技术的发展具有指导意义。

为了制备陶瓷增强镍基复合涂层, 采用激光熔覆技术在45#钢表面原位合成了碳化铬-镍基复合涂层, 研究了涂层的显微组织、相结构特征及显微硬度。碳化铬陶瓷的形状主要有四边形(菱形)、六边形和不规则块状; 四边形碳化铬为Cr3C2, 六边形碳化铬为Cr7C3, 不规则块状碳化铬成分不确定, 可能为Cr3C2或Cr7C3; 涂层的平均显微硬度达到基体的3.5倍;涂层具有较高的硬度和致密的组织。结果表明, 涂层主要由Cr-Ni-Fe-C,C,Cr7C3和Cr3C2四相组成, 显微组织均匀致密,与基体呈良好的冶金结合。该研究对激光原位碳化铬-镍基复合涂层的理论研究和实际应用是有一定帮助的。