鈦合金表面激光熔覆鈷基涂層研究.pdf

1、激光熔覆是采用高能激光束在金屬表面熔覆一層硬度高、熱穩(wěn)定性好、與基體形成冶金結(jié)合的復(fù)合涂層的一種表面處理技術(shù)，正逐步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。鈦合金性能優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于國防軍事、航空航天、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域，但鈦合金同時具有硬度較低、耐磨性能較差、高溫高速摩擦易燃等缺點，在很大程度上限制了自身的應(yīng)用范圍，因此借助激光熔覆技術(shù)提高其表面性能成為新的研究趨勢。
　　本文以航空航天材料TA15鈦合金作為基體、以CoCrW鈷基合金粉末作為熔覆

2、層材料，在優(yōu)化的激光熔覆工藝參數(shù)下分別進(jìn)行單道、多道熔覆實驗，通過金相觀察、X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡分析、電子探針成分分析、顯微硬度測量、摩擦磨損實驗等對熔覆層組織性能進(jìn)行研究。
　　CoCrW鈷基合金激光熔覆實驗中，成功制備與基體形成良好冶金結(jié)合的熔覆層，其組織均勻致密，符合激光加工快速熔凝的特點;熔覆層反應(yīng)生成相有TiC、Cr23C6、Cr5Si3、NiSi2、 NiC和WC1-x等，主要分布于由CrCo、γ-Co雙相組

3、成且?guī)в猩倭喀?Ti的熔覆層基體上;熔覆層的平均顯微硬度可達(dá)1180HV左右，為基體硬度的3倍多，且熔覆層與基體結(jié)合界面的顯微硬度過渡平穩(wěn);熔覆層的耐磨性與基體相比有顯著提高，其磨損率是基體磨損率的1/14。
　　B元素含量呈梯度變化的鈷基合金激光熔覆實驗中，熔覆層與基體之間均形成了良好的冶金結(jié)合，熔覆層反應(yīng)生成相中新增了TiB2、 WB，且其含量隨B元素的增加而增加;熔覆層的顯微硬度值與基體相比有很大提高，其中B含量為0.08％

4、(wt)時，熔覆層的硬度最高，平均達(dá)到1200HV左右。
　　大面積多道搭接激光熔覆鈷基涂層實驗中，多道搭接激光熔覆層總體上仍遵循著快速熔凝的特征，未受搭接影響的單道部分與單道熔覆層組織分布情況一致;搭接區(qū)內(nèi)熔覆層與基體的結(jié)合區(qū)域更寬，垂直界面生長的平面晶被雜亂的樹枝晶取代;受搭接熱影響熔覆層后一道的組織略有粗化。熔覆層反應(yīng)生成相種類與單道熔覆相同，其中α-Ti、TiC、TiB2的含量較單道熔覆有明顯增加，熔覆層稀釋度變大;多道搭