鈦合金表面激光熔覆Ti-Ni基復(fù)合涂層的微觀組織與耐磨性.pdf

1、鈦及鈦合金以其密度小、比強度高、耐蝕性好等一系列優(yōu)異的性能特點，被廣泛地應(yīng)用于航空、航海、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域。但鈦合金存在硬度低、摩擦系數(shù)高、耐磨性差等缺點，限制了其使用范圍。激光熔覆技術(shù)具有熱輸入小、冷速快、耗材少等特點，因此采用激光熔覆技術(shù)在鈦合金表面制備高性能涂層可有效地改善鈦合金表面性能，具有重要的研究價值。
　　本文以Ti、Ni、AlN、Y按不同比例配制的混合粉末作為熔覆材料，選擇合理的熔覆方法和工藝參數(shù)，在鈦合金表面制備

2、出Ti-Ni基復(fù)合涂層。利用X射線衍射儀、光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡以及電子探針顯微鏡觀察熔覆層的相結(jié)構(gòu)和顯微組織，并研究了涂層的硬度和耐磨性。
　　采用不同功率激光熔覆50Ti-40Ni-10AlN混合粉末，結(jié)果表明，Ti、Ni、AlN受高溫熔化之后，反應(yīng)生成TiNi、Ti2Ni、Ti3Al和TiN。當(dāng)激光功率為900 W時，熔覆層硬度最高，可達到900 HV，為鈦合金基體的3.0倍，耐磨性可達到基體的9.3倍。熔覆層的磨損機制

3、為滑動接觸疲勞磨損，伴隨著輕微的粘著和磨粒磨損。
　　通過選定的激光功率，在鈦合金表面激光熔覆不同質(zhì)量百分比的Ti、Ni、AlN，研究表明，在選定的成分范圍內(nèi)，Ti與Ni的質(zhì)量百分比對熔覆層的物相組成影響并不顯著，但對熔覆層中部組織形貌影響較大。當(dāng)Ti、Ni、AlN的質(zhì)量百分比為56∶34∶10時，熔覆層的組織較均勻、無宏觀裂紋，且綜合性能良好。其熔覆層表層的硬度值為1000 HV，約為基體的3.3倍，耐磨性約為基體的22.3倍。

4、
　　為了改善熔覆層的組織不均勻及裂紋等缺陷，在56Ti-34Ni-10AlN基礎(chǔ)上加入不同質(zhì)量百分比的稀土元素Y，結(jié)果表明，當(dāng)Y含量達到1.5 wt.%時，熔覆層的宏觀形貌、微觀組織、顯微硬度、稀釋率和耐磨性均達到最優(yōu)狀態(tài)，并且表面無孔洞、裂紋等缺陷。其中，顯微硬度可達到950 HV，為基體的3.0倍左右，且在結(jié)合區(qū)硬度緩慢下降，耐磨性可達到基體的60.4倍。
　　利用不同的熔覆方式、搭接率、兩道和三道激光熔覆工藝，結(jié)果表