鈦合金表面激光熔覆鎳基復(fù)合涂層組織性能研究.pdf

1、原位生成法制備的復(fù)合涂層，其增強(qiáng)相具有熱力學(xué)穩(wěn)定、分布均勻、界面潔凈、與基體結(jié)合良好等優(yōu)點(diǎn)。為了在鈦合金表面獲得良好的耐磨涂層，本文進(jìn)行了激光熔覆Ni-Cr-Ti-C、Ni-Cr-Si、Nb-Ti-Si等合金粉末實(shí)驗(yàn)。利用XRD、SEM、EDS和EMPA等分析手段對(duì)激光熔覆層的微觀組織進(jìn)行了分析：在HX-1型顯微硬度計(jì)測(cè)量涂層微區(qū)組織的顯微硬度值，在LIMT-2型多功能摩擦磨損測(cè)試儀上進(jìn)行干滑動(dòng)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)。 激光熔覆Ni-Cr

2、-Ti-C復(fù)合涂層試驗(yàn)表明：當(dāng)激光比能為12.5 KJ/cm<'2>時(shí)，獲得的激光熔覆層表面連續(xù)均勻，內(nèi)部無(wú)裂紋和氣孔，與TC4基體實(shí)現(xiàn)良好冶金結(jié)合。在優(yōu)化激光工藝的條件下，對(duì)不同成分配制的原位析出Ni-Cr-Ti-C復(fù)合涂層進(jìn)行激光熔覆實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：復(fù)合涂層主要由β-Ti、γ-Ni固溶體及分布于晶間的Ti/TiC或Ti/Cr<,7>C<,3>共晶組成：晶內(nèi)為貧Ni、C的β-Ti固溶體組織，晶間為富Ti、C的Ti/TiC和Ti/Cr<

3、,7>C<,3>共晶組織；隨著復(fù)合涂層成分的變化，激光熔覆原位合成物量發(fā)生相應(yīng)的變化，涂層熔區(qū)內(nèi)晶體生長(zhǎng)形態(tài)從網(wǎng)絡(luò)狀晶向樹枝晶、等軸晶過(guò)渡。對(duì)涂層機(jī)械力學(xué)性能的分析表明：涂層顯微硬度值較基體有顯著提高，從表面到基體呈平穩(wěn)過(guò)渡的梯度分布，熔覆質(zhì)量良好試樣的顯微硬度受涂層成份影響不大；涂層強(qiáng)化機(jī)制主要有細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、硬質(zhì)相強(qiáng)化、等；熔區(qū)組織較基體顯著細(xì)化；由于多種強(qiáng)化機(jī)制的共同作用，顯著地提高了熔覆層的硬度，使熔覆層具有極高的耐磨性能

4、。 激光熔覆Ni-Cr-Si復(fù)合涂層試驗(yàn)表明：復(fù)合涂層中以Ti<,5>Si<,3>和Cr<,3>Si為主的顆粒增強(qiáng)相彌散分布在β-Ti和γ-Ni兩相固溶體中；涂層的顯微硬度較基體Ti-5621s有顯著的提高。復(fù)合涂層不僅具有較高的耐磨性能，而且具有較低的摩擦系數(shù)，明顯的改善了Ti-5621s合金表面的摩擦磨損性能。涂層中的磨損機(jī)制主要為磨粒磨損及其引起的剝層，基體中除此之外還有粘著磨損。 激光熔覆Nb-Ti-Si復(fù)合涂層