激光熔敷Ti5Si3NiTi金属间化合物复合材料涂层组织与耐磨性

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1、第%&卷第)期稀有金属材料与工程!"#$%&’("$)&--%年)月./.0*01/2*/10.3/24/(50(63(00.3(6*+,&--%激光熔敷"#$%#&’(#"#金属间化合物复合材料涂层组织与耐磨性刘元富，赵海云，王华明;北京航空航天大学，北京7---9%<摘要?以1B7N4B>(B9-合金粉末为原料’利用激光熔敷技术在O1:钛合金表面制得以金属硅化物1B)4B%为增强相、以金属间化合物(B1B为基体的快速凝固金属间化合物复合材料涂层，分析了该涂层的显微组织，在室温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性。研究结果表明，涂层硬度高、组织致密、与基材之间为完全冶金结合，在干滑动

2、磨损试验条件下具有较好的耐磨性。涂层具有优异耐磨性的主要原因是作为耐磨增强相的金属硅化物1B)4B%具有高硬高耐磨的特性，在涂层中起到了抗磨骨干作用，同时作为涂层基体的金属间化合物(B1B由于具有极强的原子结合键及应力诱发马氏体相变特性，本身具有优异的耐磨性，在摩擦过程中对耐磨增强相1B)4B%起到了强力支撑作用。关键词?激光熔敷；金属间化合物复合材料；涂层；显微组织；耐磨性中图法分类号：167@N$NN文献标识码：/文章编号：7--&879)[;&--%<-)8-%>@8-)金属硅化物1B)4B%具有熔点高、高温蠕变强度高、本实验利用激光熔敷技术，以1B7N4B>(B9-合金高

3、温稳定性好及高温抗氧化性能优异等突出特点，被粉末为原料，在O1:钛合金表面上制得了以高硬高耐K7L%M磨1B认为是很有前途的新型高温结构候选材料之一，)4B%金属硅化物为增强相、以高韧高耐磨金属间1B)4B%严重的室温及中温脆性限制了该材料目前尚不化合物(B1B为基体的金属间化合物复合材料冶金涂能作为整体结构材料来使用。然而其极高的常温及高层。分析了该涂层的显微组织结构并测试了其在室温温硬度及其金属键与共价键共存的性质，使1B)4B%具干滑动磨损试验条件下的耐磨性。备了作为耐磨复合材料中耐磨增强相的条件。文献KNL>M利用预涂硅粉激光表面合金化技术，在!试验方法1B8>/#8N!

4、钛合金表面上制得了以1B)4B%为增强相，以!81B为基体的钛基耐磨复合材料表面改性层。文献选用O1:钛合金作为基材试验材料，试样尺寸为K@M以1B):4B&7(B&-合金粉末为原料，采用激光熔敷79AAQ79AAQ%%AA。以平均粒径为@-!A、成分为技术在O1:钛合金表面制得了以1B)4B%为增强相、以1B7N4B>(B9-合金粉末作为激光熔敷用合金原料，将具有优异强韧性的"镍基固溶体为基体的1B)4B%P"上述合金粉末直接预置于经过磨削及清洗的O1:钛快速凝固耐磨复合材料表面改性层，整个改性层组织合金试样表面上，预置粉末层厚度为7$)AA。激光熔均匀致密、与基材结合良好、具

5、有较高的硬度及较好敷实验在)RS横流连续TU&激光加工系统上进行，的抗滑动磨损性能。以其独特形状记忆功能而备受关实验中通氩气保护，激光熔敷工艺参数为：激光功率注的金属间化合物(B1B由于具有在摩擦磨损变形过%$&RS，光束扫描速率为7$9AAPV，光斑尺寸为程中能产生应力诱发马氏体相变及“伪弹性”效应而7)AAQ7AA。用(IWF"J"型光学金相显微镜和表现出优异的耐磨性能，既可作为耐磨复合材料涂层X4*8)9--型扫描电镜观察显微组织；用5A+Y8ZO旋转K9L7-M的增强相，又可作为耐磨复合材料涂层的基体。阳极[射线衍射仪;采用TG!#，扫描速度)PABD，管可以预见，以高

6、硬高耐磨1B)4B%金属硅化物为增强相、压N-R!<并结合2BDR3434能谱仪进行物相鉴定；用以高韧高耐磨金属间化合物(B1B为基体的复合材料*=8>型半自动显微硬度计测定显微硬度分布，载荷涂层可望具有优异的耐磨性。为&--E，加载保持时间为7-V；室温干滑动摩擦实验在收稿日期：&--78-98&:基金项目：国家自然科学基金资助项目;)&7-7--7<；航空基础科学基金资助项目;-7=)7-77<；国防预研基金项目；国家高技术研究发展计划课题;&--&//%%7-%-<作者简介：刘元福，男，7:>)年生，博士，北京航空航天大学材料学院激光材料加工与表面工程实验室，北京7---9

7、%，电话?-7-89&%7@7-&，08A+B#?C+DEFG+ABDEH&>%$DIJ万方数据·!#$·稀有金属材料与工程!"卷%%&"’’型摩擦磨损试验机上进行，试样尺寸为$(()*’(()*’((，对磨环为淬火+低温回火（硬度!试验结果与讨论为,-./!）的0/1钢环，法向载荷2$3，对磨环转速为0’’45(67，相对滑动速度为’82"(59，磨损时间为图*是:;2钛合金预涂;6*0A6#36$’合金粉末激!#’(67，总滑动行程为!8’")*’(，以未进行激光熔覆光熔敷处