激光快速成形TC4-Ni60A梯度功能涂层的试验研究.pdf

《激光快速成形TC4-Ni60A梯度功能涂层的试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、l主题：特种柚Z技术。Ioplcs：：司oeclalMachiningIecMologles激光快速成形TC4一Ni60A梯度功能涂层的试验研究4田凤杰宋建新(沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159)摘要：为了提高TC4合金表面硬度，增加耐磨性，实现熔覆层间材质的渐变过渡，采用CO：激光在TC4合金表面进行了TC4一Ni60A梯度涂层的熔覆强化处理，研究分析了强化层微观组织和硬度的变化。结果表明，采用适当的成形工艺参数。可在钛合金表面制得连续、均匀、无裂纹和气孔的熔覆层，熔覆强化层材质呈现明显的梯度变化；成形层之间形成了起伏交错的锯齿状界面。均形成了良好的冶金结合

2、；熔覆层硬度平稳过渡，梯度渐变特征良好，最外层的显微硬度可达1140HV，明显地提高了TC4合金的磨损性能。关键词：激光熔覆钛合金功能梯度涂层显微组织显微硬度中图分类号：TN249文献标识码：AStudyonfunctionalgradientmaterialsofTCA-Ni60AbylasercladdingTIANFengjie。SONGJianxin(MechanicalEngineeringSchool，ShenyangLigongUniversity，Shenyang110159，CHN)Abstract：Inordertoimprovethesurfaceh

3、ardnessandwearresistanceofTC4alloy，achievethecontinuouseom—positionalgradientamongthecladdinglayers，studyonTC4-Ni60AcoatingonTC4substratebyC02la-sercladdingwasinvestigated，andmicrostructure，aswellasmicrohardnessprofile，inthecladdinglay-erswasexamined．Theresultsindicatethatthecladdinglayer

4、structureiscontinuous，uniform，noporesandcrackersandthestructureshowsobviouslygradientchange．Thebondinginterfaceamonglayersisandwithandcombination．Themicrohardnessoftheissmoothzigzagstaggeredmetallurgictightcoatingtransitionandgradualchangecharacterisgood．Themicrohardnessoftheouterlayeris1

5、140HV，whichcanimprovetheweal"resistanceofTC4a110yobviously．Keywords：LaserCladding；TitaniumAlloy；FunctionalGradientMaterials；Microstructure；Microhardness钛合金具有低密度、高比强度、小热膨胀系数、优本文采用高功率CO：激光器在TC4合金表面熔覆质量异的高温力学性能和耐蚀性能等优点，在航空、航天、比不同的TC4一Ni60A功能梯度强化层，并对熔覆成形冶金、化工等工业部门具有重要的应用价值和广阔的层的微观组织结构和硬度进行了分析

6、和测试，旨在为应用前景。但钛合金具有摩擦系数大、耐磨性差、高温提高钛合金的耐磨性能提供技术途径。高速摩擦易着火等缺点，严重制约了其应用¨。2J。表1试验材料和方法面强化是提高钛合金耐磨性能的有效途径。传统的钛合金表面强化方法主要有化学热处理、化学镀、热喷TC4基材采用冷轧板，基体厚度10mm，粉末分别涂、气相沉积等，但这些方法或由于受固态溶解度小以采用TC4和Ni60A，TC4粒度一200目，Ni60A粒度及扩散速度慢的限制，或由于受涂层与基体结合力弱一150—300目，化学成分见表1。熔覆成形工艺参数的限制，效果常常不理想。大功率激光器的开发和工如下：激光功率1．8kW

7、，激光光斑直径3mm，扫描速业应用，为钛合金材料表面改性提供了新的手段旧西j。度5mm／s，输送Ni60A粉末的载气流量为3L／min，输尽管激光熔覆层具有高的耐磨性能，但在激光熔覆层送TC4粉末的载气流量为2．5I_／min，试验在密闭氩与基材之间的结合界面的脆性阻碍了其工业应用o7

8、。气保护箱中进行。扫描方式采用交叉成形，成形三层，$辽宁省博士启动基金计划项目(20121039)·26·@窀糌专=矽1‘uJ年幂1U朋表1材料化学成分表wt％粉末材料NiCrSiFeCBTiAlVNi60ABal15～204．0～6．0≤50