7075铝合金表面激光熔覆Ti_TiBCN涂层的组织与性能研究

《7075铝合金表面激光熔覆Ti_TiBCN涂层的组织与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、图书分类号TG174密级非密注1UDC621.7硕士学位论文7075铝合金表面激光熔覆Ti/TiBCN涂层的组织与性能研究指导教师（姓名、职称）李玉新副教授申请学位级别工学硕士专业名称材料科学与工程论文提交日期2018年4月10日论文答辩日期2018年5月25日学位授予日期________年______月______日论文评阅人高珊王建宏答辩委员会主席王录才2018年05月25日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类I中北大学学位论文7075铝合金表面激光熔覆Ti/TiBCN涂层的组织与性能研

2、究摘要铝合金具有密度低、比强度大、塑性韧性好、热膨胀系数低和易加工等诸多优点，广泛应用于汽车、船舶和航空航天等领域，但铝合金硬度低和摩擦磨损性能差限制了其实际应用。因此，采用表面改性技术提高铝合金硬度和耐磨性具有重要的现实意义。本文以7075铝合金为研究对象，使用激光熔覆技术在铝合金表面制备了金属/陶瓷复合涂层以提高其表面性能。研究了工艺参数对7075铝合金表面激光熔覆Ti粉末熔覆层几何特征的影响规律。激光功率、扫描速度、送粉率是影响熔覆层几何特征的三个重要参数。研究表明：熔高的线性拟合关系式是

3、P1/4S-4/5F，相关系数R=0.97。熔宽和熔深的线性关系式分别是P1/3S-1/3和P4/5S-1/3F-1/5、线性相关系数为0.95、0.96。稀释率和润湿角是是否能形成良好冶金结合的重要几何特征值，线性关系式是P1/8S1/5F-1/2和P1/2S-3/4F3/4，相关系数为R=0.95、0.96。绘制出一幅几何特征值与工艺参数之间的总图，阴影部分的工艺参数可以形成良好的冶金结合，选取最佳工艺参数：激光功率1000W，扫描速度3mm/s，送粉率250mg/s。研究了不同TiBCN陶

4、瓷粉末含量对熔覆层宏观形貌、相组成的影响，当TiBCN含量为15wt.%时，研究了熔覆层不同区域的微观组织结构。研究表明：随着TiBCN陶瓷粉末含量的增加熔覆层熔高逐渐降低，当TiBCN陶瓷粉末含量在15wt.%时，熔覆层呈现出较平坦密实的宏观形貌，熔覆层存在大量的TiBCN、TiN、Al3Ti相和少量的Al、Ti相。熔覆层微观组织主要由等轴晶和各向等大的白色板条状晶体组成，过渡区的微观组织由细长的树突晶和部分的白色小颗粒组成，热影响区的组织主要由横向的等轴晶组成，横向的等轴晶富Al。研究了不同

5、TiBCN陶瓷粉末含量对熔覆层显微硬度、耐磨损性和耐腐蚀性能的影响规律。当TiBCN陶瓷粉末含量在15wt.%时，熔覆层平均硬度达到750HV0.2，是7075铝合金基体(~127HV0.2)的5倍，熔覆层TiBCN含量为0wt.%时，比7075铝合金基体腐中北大学学位论文蚀性能下降，熔覆层TiBCN含量为15wt.%，耐腐蚀性能最好，腐蚀电位达到−1.271V，腐蚀电流密度3.155e−005A/cm2比基体(2.269e−004A/cm2)大一个数量级。随着TiBCN含量的增加，熔覆层平均摩

6、擦系数下降，在相同的磨损条件下，当TiBCN含量为15wt.%时，平均摩擦系数为0.182，磨损损失量为2.4mg，而基体的磨损损失量是8.2mg。7075铝合金表面存在深且宽的凹槽，破坏严重，当TiBCN含量15wt.%时，有浅而细的犁沟和塑性变形。关键词：激光熔覆，TiBCN，铝合金，显微硬度，耐磨性中北大学学位论文MicrostructureandpropertiesoflasercladdingTi/TiBCNcompositecoatingon7075Aluminumalloysurf

7、aceAbstractAluminumalloysiswell-knownasamaterialwithalowdensity,highspecificstrength,agoodplastictoughness,aswellaslowthermalexpansioncoefficientandmachinability.Thus,aluminumalloyscanbeusedintheautomobile,steamships,aerospaceandotherfields.However,t

8、helowcorrosionresistanceandmicro-hardnessofaluminumalloyslimittheirpracticalapplication.Therefore,itisofgreatpracticalsignificancetousesurfacemodificationtechnologytoimprovethecorrosionresistanceandmicro-hardnessofaluminumalloysurface.Inthispaper,707