鈦合金表面激光熔覆層性能的研究及改善.pdf

1、鈦合金具有高強度、低密度、抗防蝕等優(yōu)良的綜合性能。作為高性能材料，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域:機械、電子、冶金、石油化工、航空航天等。然而鈦合金較低的硬度和較差的耐磨性限制了其進一步應(yīng)用。激光熔覆作為一種金屬表面改性工藝，利用高能激光束在金屬表面熔覆一層高硬度、熱穩(wěn)定性好、耐磨性能好、抗高溫，且可以與基體形成良好冶金的的涂層。本文通過激光熔覆技術(shù)在TA15鈦合金表面制備了鈷基復(fù)合材料熔覆層，同時不斷嘗試添加其他增強相、改善工藝條件，以提高熔覆

2、層的質(zhì)量，進而提高熔覆層的性能。
　　本文選用的熔覆材料為鈷基合金粉末Stellite-6，分別嘗試了在鈷基合金粉末中添加了稀土氧化物Y2O3和陶瓷氧化鋯顆粒，又嘗試將激光重熔技術(shù)與激光熔覆技術(shù)相結(jié)合，對涂層進行了分析。通過掃描電鏡和金相顯微鏡觀察涂層的顯微結(jié)構(gòu)，XRD衍射儀分析涂層的相結(jié)構(gòu)，顯微硬度和耐磨性分別在DHV-1000型維氏硬度計和UMT-2多功能磨損試驗儀上檢測。
　　在鈦合金TA15表面制備含有不同含量氧化釔

3、的熔覆層，分析發(fā)現(xiàn)，熔覆層中的氧化釔減小了熔覆層樹枝晶二次枝晶的間距，細化了晶粒和碳化物，使組織分布均勻，提高了熔覆層的致密性。其中含有0.8wt％ Y2O3的熔覆層耐磨性約為基體的53倍，顯微硬度高達HV1181.1，約為基體的3倍。
　　陶瓷粉末氧化鋯在激光熔覆技術(shù)中的主要增韌機制有相變增韌和彌散增韌，將其作為增韌相以適當?shù)谋壤砑拥解捇辖鸱勰⊿tellite-6）中，選擇合適的工藝參數(shù)，在鈦合金TA15表面制備出了摻雜5

4、wt％氧化鋯的鈷基合金涂層。實驗結(jié)果表明:含有氧化鋯的鈷基合金涂層的晶粒得到細化，組織均勻分布，涂層的致密度得到提高;含有氧化鋯熔覆層中的裂紋得到了修復(fù)，熔覆層的組織性能得到改善，X射線衍射(XRD)的分析也證實了熔覆層中存在單斜相的氧化鋯，即發(fā)生了相變增韌;同時氧化鋯的加入提高了熔覆層的顯微硬度和耐磨性。
　　將激光重熔技術(shù)與激光熔覆技術(shù)相結(jié)合，激光重熔技術(shù)對熔覆層再一次作用，可以有效緩解熔覆層的殘余熱應(yīng)力、提高硬質(zhì)相的含量、細