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1、Ti6Al4V表面激光熔覆NiCrBSi＋B4C涂层的组织结构第19卷第l期2006年2月中国表面工程CHINASURFACEENGINEERnGv01.19No.1Feb.2006Ti6A14V表面激光熔覆NiCrBSi+B4C涂层的组织结构范小红1,2,耿林.(1.山东建筑工程学院材料系,济南250101;2.哈尔滨工业大学材料学院,哈尔滨150001)摘要:选用NiCrBSi及2%C混粉在Ti6Al4V合金表面进行激光熔覆处理,使基体中的Ti和BC发生化学反应原位生成TiC,TiB2硬质增强
2、相,制备出TiC与TiB2等增强相增强钛基复合材料涂层.综合运用XRD,SEM,EPMA和TEM等分析手段研究了优化熔覆工艺条件下的NiCrBSi+BC激光熔覆层的组织结构与相组成,并对复合涂层进行r硬度测试,结果表明:NiCrBSi+2%B4C熔覆层的微观组织是在7—Ni和Ni3Ti+Ni3B共晶的基体上均匀分布着TiB2,TiC,CrB等相的多元组织,激光熔覆层的硬度比Ti6A14V基体硬度提高到3～4倍.关键词:激光熔覆;NiCrBSi合金;复合涂层;组织结构;Ti6A14V中图分类号:05
3、32.25文献标识码:A文章编号:1007—9289(2006)01—0028-05TheLaserCladdingCompositeCoatingofNiCrBSi+B4ConTi6AI4VAHoySubstrateFANXiao—hong.GENGLin(1.DepartmentofMaterial,ShandongInstituteofArchitectureandEngineering,Jinan250101;2.SchoolofMaterials,HarbinInstituteofTec
4、hnology,Harbin150001)Abstract:ThelasercladdingNiCrBSi+2%BCcoatingonTi6A14Valloywithwasdescribedinthispaper,Themicrostructureof(TiC+TiB2)reinforcedtitaniummatrixcompositewasanalyzedusingXRD,SEM,EPMAandTEM,themicrohardnessofthecladdinglayersweremeasured
5、.TheresultsshowedthatthemicrostructureofNiCrBSi+2%BCcladdinglayerconsistsofprimary—Ni,eutecticofNi3Ti+Ni3B,anduniformlydispersedphasesofTiB2,TiCandCrB.ThemicrohardnessofNiCrBSi+2%BdCcladdinglayeriS3-4timesthatoftheTi6A14Vsubstrate.Keywords:lasercladdi
6、ng;NiCrBSialloy;compositecoating0引言钛合金比强度高,耐腐蚀性和高温性能好,是航空,航天和石油化工等部门广泛使用的高性能材料.但钛合金的摩擦因数大,耐磨性差,极大的限制了其在工程上的应用范围.近2O年来,用激光束在金属基体表面熔覆一层复合材料保护涂层,将金属材料良好的性能与陶瓷材料优异的耐磨,耐蚀及耐热性能有机结合起来,提高零件的使用寿命.但迄今为止,钛合金的激光表面改性大多集中在表面合金化和激光熔化一硬质离子注入方面1~31o因此开展钛合金表面激光熔覆金属一陶瓷复
7、合涂层的研究,可以为提高钛合金的耐磨性能提供有效的技术途径.收稿日期:2005—11-18;修回日期:2005—12—29作者简介:范小红(1978-),女(汉),河南濮阳人,讲师,硕士.原位自生法制备的金属基复合材料,由于具有增强相热力学稳定,尺寸细小,分布均匀,界面洁净,与基体结合良好的特点,是制备复合涂层的优选方法l4….鉴于在高温加工过程中,Ti和陶瓷相易发生剧烈的反应,并导致材料的某些性能下降,所以要想在钛合金表面获得高质量的涂层,必须选择合适的激光熔覆材料体系和优化的激光熔覆工艺参数.
8、此外,激光熔覆是一个快速加热和快速冷却的非平衡过程,许多问题有待研究.特别是钛合金基底材料与熔覆材料的交互作用,将会使熔覆层的微观组织变得十分复杂.1试验材料及方法1.1试验材料试验基底材料为退火态TiA1V钛合金;涂层材第1期范小红等:Ti6A14V表面激光熔覆NiCrBSi+B4C涂层的组织结构29料2种为:①NiCrBSi(Ni60)自熔性合金粉末,尺寸范围为5-50gm,化学成分含w(Ni)=0.60,w(Cr)=0.17,W(B)-0.04,w(Si)=0.04,w(Fe
