鋁合金表面激光金屬間鋁化物復(fù)合強化.pdf

1、本文利用激光強化技術(shù)，采用高功率連續(xù)波的YAG固體激光器對預(yù)置了Ni、Ti等粉末的2024鋁合金基體表面進行激光強化處理，以期原位反應(yīng)生成鋁的金屬間化合物，從而提高鋁合金表面的硬度、耐磨損及耐高溫抗氧化性能。
　　 在氬氣保護的條件下，采用適宜的激光強化工藝參數(shù)和粉末組合，可在基體表面制得厚度為1～2mm，組織致密，且與基體里現(xiàn)良好冶金接合的合金強化層。對強化層的微觀組織結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，強化層主要由NiAl、Ni3Al、NiA

2、l3、Al3Ti、AlTi等金屬間化合物與分布在它們之間的α-Al固溶體組成，并形成了多層次的組織結(jié)構(gòu)。表層主要由細小胞狀晶枝組織構(gòu)成，并出現(xiàn)了大量納米級組織顆粒；內(nèi)層組織呈多樣性分布，組織生長具有很強的方向性；接合部則是由垂直于界面生長的柱狀晶組織構(gòu)成，從而提高了強化層與基體的接合性能。
　　 強化層性能受激光參數(shù)影響很大，激光功率密度影響熔池的對流強度，掃描速度影響熔池的冷卻速度。在一定的激光功率密度下，掃描速度越大，得到的

3、組織顆粒越細小，強化層硬度越高，同時其厚度會變薄，但掃描速度過大時會導(dǎo)致層內(nèi)出現(xiàn)裂紋。在預(yù)涂粉末厚度0.3mm，激光功率密度為700～800W/mm2，掃描速度12～14mm/s，搭接率30％，保護氬氣的流量為20L/min處理條件下能得到質(zhì)量較好的強化層。
　　 幾種合金粉末的激光強化層硬度均比基體有了顯著提高，強化層平均硬度值可達350HV，較基材2024鋁合金硬度提高了近2倍，而耐磨性能提高4倍以上，且具有較強的高溫抗氧化