激光熔化沉積TC4-CU雙相涂層制備工藝與組織性能研究.pdf

1、鈦合金具有優(yōu)異的耐蝕性能，但價格昂貴。鋼材是一種低價的，是最長見的結(jié)構(gòu)材料，然而耐腐蝕性差。那么鋼鐵零件表面制備鈦合金涂層或兩種材料焊接在一起不但可以降低零部件成本，而且還擴(kuò)大了鈦合金防腐在工業(yè)中的應(yīng)用，傳統(tǒng)的固相焊接、熔化焊等來連接鈦合金和鋼材，然而都無法避免在TC4/Fe界面間產(chǎn)生脆性的金屬間化合物，導(dǎo)致TC4耐腐蝕性涂層剝落。從而限制了其應(yīng)用價值。
　　激光熔化沉積技術(shù)能夠制備顯微組織細(xì)小與致密、稀釋率低、與基材呈冶金結(jié)合，

2、選用Cu合金做過渡層，在任何情況下都能與Fe基體呈固溶體結(jié)合，采用合適的工藝參數(shù)制備Cu基過渡層，再去制備TC4防腐蝕涂層，過渡層成功阻礙Ti原子向Cu/Fe界面的擴(kuò)散而形成脆性物質(zhì)。使用A3鋼作為基材，銅合金作為過渡層，TC4作為涂層，采用激光熔化沉積技術(shù)制備TC4/Cu雙相涂層，本文主要研究工藝參數(shù)對TC4/Cu雙相涂層組織與性能的影響，并與商用TC4鈦合金、TC4/Fe涂層、A3鋼基體進(jìn)行對比，得到主要結(jié)果如下:
　　1、I

3、PG光纖激光器，光斑直徑4mm，在A3鋼上制備Cu基過渡層，在激光功率為1400W，掃描速度為10mm/s，搭接寬度為2mm時涂層質(zhì)量最好;在Cu基過渡層上制備TC4涂層，在在激光功率為1800W，掃描速度為10mm/s，搭接寬度為2mm時涂層質(zhì)量最好。
　　2、TC4/Cu雙相涂層各個界面間發(fā)生原子相互擴(kuò)散，并在界面處形成α-Fe、α-Ti等固溶體來實(shí)現(xiàn)界面的冶金結(jié)合，且組織細(xì)小;在過渡層中部，有Ti-Cu-Fe三元凝固組織，并

4、在激光熔化沉積TC4涂層中有少量的CuTi2金屬化合物出現(xiàn)。TC4/Fe界面處有FeTi和Fe2Ti等金屬間化合物生產(chǎn)，界面處有裂紋產(chǎn)生。
　　3、TC4/Cu雙相涂層的平均顯微硬度為500HV，比商用TC4鈦合金、TC4/Fe涂層和A3鋼硬度要高，且TC4/Cu雙相涂層的耐腐蝕能力最強(qiáng)，高于商用TC4鈦合金、TC4/Fe涂層，而遠(yuǎn)高于A3鋼。其中TC4/Cu雙相涂層只發(fā)生表面腐蝕，商用TC4鈦合金主要以晶間腐蝕為主,而TC4/F