超聲振動輔助激光熔覆制備TiC-FeAl原位涂層研究.pdf

1、傳統(tǒng)金屬材料制造的零件因磨損失效縮短了服役壽命，通過激光熔覆技術(shù)，在金屬材料表面制備金屬間化合物耐磨涂層，是一種前景廣闊的處理方法。本文采用超聲振動輔助激光熔覆技術(shù)制備復(fù)合涂層，探討了超聲振動對涂層的作用機制，具有重要的理論意義。
　　本文結(jié)合Fe-Al-C-Ti熔體的物性參數(shù)，分別對超聲振動在熔體中的空化效應(yīng)和聲流效應(yīng)進行計算，分析了超聲振動在熔體中的諧振效應(yīng)。結(jié)果表明：熔體中聲壓越大空化效應(yīng)越顯著；空化效應(yīng)的產(chǎn)生，取決于微小氣

2、泡的半徑和所受到聲壓幅值的大小；空化泡破裂時，數(shù)量級為105Pa級別的聲壓幅值能夠產(chǎn)生104℃的高溫和1010Pa的高壓。實驗中聲流產(chǎn)生的聲壓最大可達107Pa，且當水平距離和法向距離增大時，聲壓減小；振幅為10μm的變幅桿能夠產(chǎn)生1.5m/s2的聲流等效力。
　　采用超聲振動輔助激光熔覆技術(shù)在45鋼表面制備出TiC/FeAl原位涂層。利用金相顯微鏡、XRD衍射儀、掃描電鏡對熔覆層的顯微組織和物相成分進行研究，應(yīng)用摩擦磨損試驗機和

3、顯微硬度計對熔覆層的摩擦系數(shù)和耐磨性能進行研究。結(jié)果表明：超聲振動輔助激光熔覆能夠制備TiC增強FeAl基涂層，超聲振動的空化效應(yīng)能夠促進熔覆層中原位反應(yīng)的進行。施加超聲振動后，熔覆層的稀釋率變大，晶粒顯著細化；超聲振動能夠促使熔覆層中TiC增強相由團聚狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蚍植肌＜す夤β?000W、掃描速度240mm/min、光斑直徑3.5mm、超聲頻率20.0kHz時制備出的熔覆層晶粒最小。采用40％搭接率制備出熔覆層的綜合表現(xiàn)最佳，晶粒細