激光誘導原位合成(TiBx+TiC)-TiNi復合涂層溫度場及顯微組織性能研究.pdf

1、TC4合金的比強度高、耐蝕性好，但硬度較低，表面耐磨性較差等問題，為了增強TC4合金表面的耐磨性，本文采用10B4C+90TiNi、20B4C+80TiNi、30B4C+70TiNi(wt.％)三種混合粉末為熔覆材料，利用FL-Dlight02-3000W型激光器，在TC4合金表面制備原位合成(TiBx+TiC)/TiNi復合梯度涂層，原位生成的TiBx+TiC增強相保證了熔覆層的高硬度和耐磨性，以TiNi為基底則保證材料具有高含量復合

2、增強相的同時具有良好的韌性和塑性。
　　為了對激光熔覆過程有更深刻的認識同時簡化激光參數(shù)優(yōu)化過程，本文首先利用Comsol Multiphysics軟件對在TC4表面熔覆10B4C+90TiNi(wt％)粉末進行了模擬研究，分析了激光熔覆過程中的溫度場和溫度梯度的變化規(guī)律，在模擬的基礎(chǔ)上進行了單道參數(shù)優(yōu)化實驗，結(jié)果表明模擬結(jié)果比較準確，三種成分梯度變化的粉末的激光功率分別為P=1700W、1900W和2600W，掃描速度分別為V=

3、6.67mm/s、6.67mm/s和8.33mm/s，離焦量均為L=310mm。
　　通過預置粉末法分別添加10B4C+90TiNi、20B4C+80TiNi、30B4C+70TiNi(allin wt.％)粉末，利用多道搭接的方法制備出成分梯度變化的復合涂層。利用金相顯微鏡、XRD、SEM等手段對梯度復合涂層的組織進行分析，利用顯微硬度儀和摩擦磨損試驗機等對梯度復合涂層的性能進行了檢測和研究。
　　結(jié)果表明:在TC4表面激

4、光熔覆10B4C+90TiNi、20B4C+80TiNi、30B4C+70TiNi(wt.％)粉末制備的復合涂層中均原位生成了大量的TiB、TiB2、TiC等增強相，增強相的數(shù)量隨著熔覆層數(shù)的增加而增加。其中一層熔覆層中含有大量的棒狀TiB和塊狀TiB+TiC共晶組織，兩層梯度熔覆層中含有大量的細長針狀TiB并在TiB兩側(cè)長出塊狀TiB2+TiC的共晶組織，三層梯度熔覆層中則存在大量的粗大棒狀TiB2并在其兩側(cè)長出TiB2+TiC的共晶