TC4钛合金单道激光熔覆的工艺研究.pdf

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1、第2期机械设计与制造2016年2月MachineryDesign&Manufacture87TC4钛合金单道激光熔覆的工艺研究张德强，刘贤德，李金华(辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁锦州121001)摘要：为了得到TC4(Ti一6A1--4V)$L合金单道激光熔覆的最佳工艺参数组合，在TC4钛合金表面熔覆Ni60A粉末。采用IPG光纤激光器和同轴送粉系统进行激光熔覆实验，找出激光功率、送粉电压和扫描速度对熔覆层外观几何尺寸的影响规律以及对表面硬度、显微硬度和微观组织质量的影响，通过相互分析对比，找到一组最佳的

2、工艺参数组合。当激光功率500W、送粉电压12V、扫描速度2mm／s时，得到的单道熔覆层外观形貌平整，表面硬度和显微硬度最高，并实现了良好的冶金结合。关键词：激光熔覆；表面硬度；工艺参数；显微硬度；微观组织；几何尺寸中图分类号：TH16；0436文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)02—0087—04ResearchontheProcessofTC4TitaniumAlloySingleTrackLaserCladdingZHANGDe-qiang，LIUXian-de，LIJin-hua(Fac

3、ultyofMechanicalEngineeringandAutomation，LiaoningUniversityofTechnology，LiaoningJinzhou121001，China)Abstract：InordertoobtainthebestparameterscombinationofTC4(Ti一6Al_4V)titaniumsingletracklasercladding，lasercladdingWaspe咖rmedonthesugraceofTC4alloywithNi60&Using

4、IPGbetlaserandcoaxialpowderfeec~ngsystem，orlasercladdingexperiment，findsouttheeffectofcladdinglayergeometricaldimensions，su~acehardness，microhardnessandmicrostructurecausedbylaserpower，feec~ngvohageandscanningspeed．Thenitobtainsasetofoptimalcombinationofproces

5、sparametersthroughmutualcomparisonandanalysis．Whenthelaserpoweris500W，edingvoltageis12Vandscanningspeedis2mm／s，itcanobtainthelasercladdingwithflatappearance，highsuoCacehardnessandmicrohardnessandgoodmetallurgicalbondingpe~rmance．KeyWords：LaserCladding；SurfaceH

6、ardness；ProcessParameters；MicroHardness；Mierostructure；GeometricalDimensions1引言寸为(200xl50x6)mm，基体和粉末的组成成分，如表1、表2所示。表1TC4合金成分TC4合金具有比强度高、耐蚀性好、高低温性能好等优点，Tab．1TheCompositionofTitaniumAlloy被广泛用于航空航天、化工、汽车等工程领域『1]。由于钛合金存在TiA1FeVNHOC其他硬度低、摩擦系数大、不易润滑、耐磨性差等缺点，在零件工作时78

7、．6％12-3％0．43％8％0．04％0．002％0．28％0．12％0．228％容易发生腐蚀和损坏，阻碍它在高强度构件中的应用。表2Ni60A粉末成分激光熔覆修复技术是新兴的一种表面改性技术，它能强化Tab．2TheCompositionofPowder金属表面特陛，亦可修复零件和模具表面缺陷，实践性强，需要大CCrSi!!!旦基丝量探索试验获得最佳的工艺参数闭。单道熔覆层是激光熔覆的基0．76％15．84％4_32％1．5％63．5％7．25％2．8％3-4％0．63％础，它直接决定熔覆层质量的好坏，对其工艺

8、参数的探索非常重2_2实验设备要。在TC4合金表面熔覆Ni60A粉末，探索激光功率、送粉电压(1)3000W的IPG光纤激光器，6轴联动的KUKA机械手，和扫描速度对熔覆层外观形貌以及表面硬度、显微硬度和微观组1．5L容量的FHPF-10送粉器，PERCITECYC52熔覆送粉头；织的影响规律，找出钛合金单道激光熔覆的最佳参数组合。(2)HVS一1000型显