TC4合金激光熔覆耐磨自潤滑涂層的組織與性能研究.pdf

1、鈦合金的彈性模量低、比強度高、具有優(yōu)異的耐腐蝕性與耐熱性，普遍使用在航空、石油、汽車和化工等領(lǐng)域。然而鈦合金的摩擦系數(shù)大、耐磨性能差等不足限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域。激光熔覆金屬-陶瓷復(fù)合涂層很大水平上增強了鈦合金的硬度和耐磨性。常選用Ni基合金與陶瓷粉末的混合粉末作為熔覆材料制備Ni基耐磨復(fù)合涂層，使熔覆涂層的硬度與耐摩性大幅度提高。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，不僅需要提高熔覆涂層的耐磨性，還要求涂層具備自潤滑性來滿足難以使用潤滑油的工況。因此

2、，常在熔覆涂層中加入一定的固體潤滑劑，如在Ni基合金中加入h-BN、WS2、CaF2等來制備Ni基耐磨減摩涂層。
　　本文選用h-BN、Ti3SiC2作為潤滑劑來制備Ni基自潤滑耐磨減摩涂層，使用XRD、SEM、EDS等設(shè)備觀察涂層的顯微組織并分析其物相構(gòu)成，使用顯微硬度儀、摩擦磨損試驗機、電化學(xué)工作站測試了涂層的硬度、耐磨性及耐蝕性能，解釋了熔覆材料對熔覆層的強化機理與潤滑機制。研究結(jié)果如下:
　　Ni60+h-BN熔覆涂

3、層物相主要由TiC、TiB、TiB2、CrB、Ni3B、Ni2B和較少的h-BN組成。當(dāng)h-BN含量為10％，P=3kW，V=8mm/s時獲得最大硬度值在1200HV0.5左右，并獲得了最小摩擦系數(shù)在0.37～0.4之間比Ni60熔覆涂層降低36％，最小磨損量2.6mg與Ni60涂層相差不多。Ni60+10％h-BN涂層隨掃描速度的增加，腐蝕電位均正向移動，在V=10mm/s的耐腐蝕性最佳。
　　Ni60+Ti3SiC2熔覆涂層物

4、相主要由TiC、TiB2、Ti3SiC2、Ti5Si3、γ-Ni固溶體、(Ti，V)C金屬化合物組成。當(dāng)Ti3SiC2含量為7.5％，P=3kW，V=10mm/s時熔覆層獲得了最大顯微硬度，在1150～1300HV0.2之間;當(dāng)Ti3SiC2含量為10％，P=3kW，V=12mm/s時熔覆層獲得了最小的摩擦系數(shù)在0.2～0.24之間比Ni60涂層降低將近40％，獲得最小磨損量1.1mg比Ni60涂層降低50％左右。涂層的耐腐蝕隨Ti3S