鈦合金表面激光熔覆NI-CRXSY復(fù)合涂層組織與性能研究.pdf

1、為了提高鈦合金的表面性能，本文利用光纖激光器，以Ni20Cr、Ni20Cr+MoS2、Ni20Cr/Cr3C2和Ni20Cr/Cr3C2+MoS2合金粉末為原料，在TC4合金表面分別制備了Ni基耐磨及Ni基耐磨自潤滑復(fù)合涂層。利用OM、SEM、XRD和EDS等對熔覆層的宏觀形貌和微觀組織進(jìn)行分析，利用顯微硬度計、摩擦磨損試驗機(jī)和電化學(xué)工作站來研究了涂層的硬度、耐磨減摩性能和耐腐蝕性能，最后利用JMatPro熱力學(xué)計算軟件模擬計算了涂層的

2、相組成、相成分和液態(tài)熔池的結(jié)晶凝固過程。
　　Ni20Cr涂層主要由γ-Ni和CrB組成，其中CrB均勻分布在γ-Ni基體中。激光熔覆過程中，液態(tài)熔池的結(jié)晶過程為:液相→液相+γ-Ni→液相+γ-Ni+CrB→γ-Ni+CrB。Ni20Cr+MoS2涂層主要由CrxSy、Ti2S、Mo2B、Cr2B和γ-Ni組成，其中CrxSy為Cr的多種硫化物混合組織，呈球狀均勻分布在涂層中，Mo2B、Cr2B兩種硼化物分布在CrxSy周圍。<

3、br>　　Ni20Cr涂層、Ni20Cr+MoS2涂層和TC4基材的硬度分別為1045HV03、960HV03和290HV03，摩擦系數(shù)分別在0.42～0.45、0.36～0.39和0.50～0.55之間，磨損失重量分別為12.2mg、17.3mg和26.1mg，熔覆層顯著提高了TC4合金表面硬度和耐磨性能。TC4合金、Ni20Cr+MoS2涂層和Ni20Cr涂層自腐蝕電位依次提高，而自腐蝕電流密度則依次降低，熔覆層顯著提高了TC4合金

4、的耐腐蝕性能。
　　Ni20Cr/Cr3C2涂層主要由Cr7C3、TiC和γ-Ni組成，激光熔覆過程中，液態(tài)熔池結(jié)晶凝固過程為:液相→液相+TiC→液相+TiC+Cr7C3→液相+TiC+Cr7C3+γ-Ni→TiC+Cr7C3+γ-Ni。Ni20Cr/Cr3C2+MoS2涂層主要由γ-Ni、CrxSy、Cr7C3和少量TiC組成。
　　Ni20Cr/Cr3C2涂層、Ni20Cr/Cr3C2+MoS2涂層和TC4基材的硬度分

5、別為1193HV03、1094HV03和290HV03，摩擦系數(shù)分別在0.40～0.42、0.31～0.33和0.50～0.55之間，磨損失重量分別為5.9mg、10.1mg和26.1mg。激光熔覆之后，涂層的耐磨性能提高。添加MoS2之后涂層的磨損量增加，這是因為Ni20Cr/Cr3C2+MoS2涂層硬度較NiCr/Cr3C2涂層低，但另一方面，Ni20Cr/Cr3C2+MoS2涂層中的CrxSy在接觸面形成一層潤滑膜，降低了涂層的摩