TC4鈦合金表面激光熔覆C與BN原位生成復(fù)合涂層研究.pdf

1、激光熔覆原位生成技術(shù)是通過(guò)在基體表面添加熔覆材料，利用高能密度激光束輻照加熱，使熔覆材料與基材表層發(fā)生熔化，在熔池中熔覆材料元素與基體元素發(fā)生化學(xué)冶金反應(yīng)，從而在基體表層形成冶金結(jié)合的熔覆層，達(dá)到改善基體表面性質(zhì)為目的一門新型改性技術(shù)。為了改善TC4鈦合金耐磨性能差缺陷，本文采用激光熔覆原位生成技術(shù)，在TC4鈦合金表面預(yù)涂覆高純度C與BN粉末，原位生成Ti-C、TiN、TiB2、TiB和AlN等陶瓷增強(qiáng)相。通過(guò)對(duì)不同工藝參數(shù)下熔覆層宏觀

2、、微觀質(zhì)量的對(duì)比分析，選出了最佳的激光熔覆工藝參數(shù)范圍。利用SEM、XRD和EDXs等測(cè)試手段對(duì)熔覆層的顯微組織和相成份進(jìn)行分析。利用HXD-1000B型顯微維氏硬度計(jì)測(cè)試了熔覆層的硬度。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，激光熔覆層的宏觀、微觀質(zhì)量與激光熔覆工藝參數(shù)密切相關(guān)。在最佳激光工藝參數(shù)范圍為激光功率P=1900-2000W，光斑尺寸為3×2mm2，預(yù)涂層厚度h=0.3-0.5mm，掃描速度V=4-6mm/s時(shí)，獲得的激光熔覆層表面連續(xù)均

3、勻，內(nèi)部無(wú)裂紋的熔覆層，且與TC4鈦合金基體實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。激光熔覆試樣沿層深方向存在三個(gè)不同的組織區(qū)域，由表及里依次為：熔覆層、結(jié)合區(qū)及基體熱影響區(qū)。顯微組織成分分析表明，在激光熔覆的過(guò)程中，基體中的Ti和Al元素與預(yù)置涂層的C、N、B等元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，原位生成TiC、TiN、TiB2、TiB和AlN等陶瓷增強(qiáng)相。TiC、TiN、TiB2、TiB和AlN相是以樹枝晶和枝晶形式存在。經(jīng)顯微硬度測(cè)試，TC4鈦合金表面熔覆層的顯微硬度相對(duì)T