Ti-6Al-4V基體與碳化鎢涂層結(jié)合性能的分析與優(yōu)化.pdf

1、采用超音速火焰噴涂技術(shù)(HVOF)分別在Ti-6Al-4V合金和45鋼表面制備WC-17Co涂層，從顯微形貌、氧化行為、裂紋擴展形式以及力學(xué)性能等方面系統(tǒng)研究了WC-17Co涂層與基體界面失效的原因。利用SEM分析了涂層和基體的顯微形貌；利用XRD和XPS技術(shù)對基體表面的氧化行為進行了對比分析；利用三點彎曲法測試了涂層彈性模量、四點彎曲法測試了界面斷裂能量釋放率，采用硬度計測試了基體的表面洛氏硬度和顯微硬度，同時采用剝離法對涂層殘余應(yīng)力

2、進行了測試。結(jié)果表明，在相同的噴涂工藝下，WC-17Co/Ti-6Al-4V平均斷裂能量釋放率為234.43J.m-2，WC-17Co/45鋼平均斷裂能量釋放率為463.18J.m-2。因此，WC-17Co/Ti-6Al-4V界面結(jié)合強度較低，經(jīng)研究主要受以下幾方面原因綜合影響：1）Ti-6Al-4V具有較高的表面屈服強度，高速噴涂粒子很難對其表面產(chǎn)生塑性變形，不能與基體形成有效咬合；2）噴涂過程中的熱量對Ti-6Al-4V表面氧化嚴重

3、，氧化后的脆硬相降低了涂層與基體間的結(jié)合強度；3）WC-17Co/Ti-6Al-4V具有更高的殘余應(yīng)力，且最大值位于界面附近。當(dāng)界面受力時，殘余應(yīng)力容易形成剪應(yīng)力，加劇裂紋沿界面方向的擴展。
　　為了最大化提高WC-17Co/Ti-6Al-4V界面結(jié)合強度，本文在不改變噴涂工藝的情況下，從表面粗化處理和涂層厚度兩方面探究了表面粗糙度與殘余應(yīng)力對WC-17Co/Ti-6Al-4V界面結(jié)合性能的影響。結(jié)果表明：1）大的表面粗糙度會提高