鋁合金表面激光熔覆Ti-Al合金涂層的性能研究.pdf

1、鋁合金具有質(zhì)量輕，無毒，便于加工成型以及良好的耐腐蝕、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、電子電氣等領(lǐng)域。但由于鋁合金本身的強(qiáng)度硬度不高，耐磨性差等缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。因此為了提高其使用性能，人們采用了多種方法，其中鋁合金的表面改性技術(shù)發(fā)展最為迅速，也成為了一個重要的研究課題。
　　 本文利用CO2大功率激光器，采用預(yù)涂覆的激光表面熔覆技術(shù)，在AA6063鋁合金表面成功制備了T

2、i-Al合金涂層。研究了不同激光工藝條件下熔覆層的質(zhì)量，以及涂層在室溫下電化學(xué)腐蝕性能和不同載荷下的干滑動摩擦的磨損情況，并用氧化增重法研究了涂層在靜止空氣中高溫下的循環(huán)氧化行為。綜合使用X-射線衍射儀(XRD)、配有能譜儀(EDS)的掃描電子顯微鏡(SEM)、顯微硬度計等實驗手段，分析了激光熔覆涂層的組織結(jié)構(gòu)、物相分布以及腐蝕、摩擦和氧化后樣品的形貌和組織特征。研究結(jié)果如下：
　　 1．當(dāng)采用激光功率為3.4kw，掃描速度為2

3、mm/s時，能得到與基體具有良好冶金結(jié)合的熔覆涂層，熔覆層中主要為彌散分布的細(xì)密的Al3Ti樹枝晶增強(qiáng)相。在涂層中距離表面0.5mm左右的區(qū)域平均硬度最高(520HV)是基體平均硬度(100HV)的五倍。
　　 2．激光熔覆涂層和鋁合金基材在電化學(xué)腐蝕的陽極極化區(qū)都發(fā)生了鈍化現(xiàn)象，熔覆涂層的腐蝕電流密度約為鋁合金基材的十分之一。而浸泡腐蝕試驗中，兩種試樣在腐蝕前期速度較快，隨著時間增加，速度開始減慢。熔覆涂層的腐蝕速度約為鋁合金

4、基材的五分之一。
　　 3．激光熔覆涂層在干滑動摩擦下磨損機(jī)理主要是磨粒磨損，在較低的載荷下，其磨損失重要低于鋁合金基材。而在較高的載荷下，涂層中的Al3Ti顆粒容易導(dǎo)致裂紋的擴(kuò)展，發(fā)生脆性斷裂，耐磨性能反而低于鋁合金基材。
　　 4．不同溫度下的氧化動力學(xué)結(jié)果表明，激光熔覆涂層在600℃時氧化過程符合對數(shù)規(guī)律，在750℃時呈拋物線規(guī)律，表面主要生成一層致密的α-Al2O3氧化膜，整個氧化過程沒有出現(xiàn)氧化膜開裂脫落現(xiàn)象。