TC4表面激光誘導(dǎo)原位制備TiC-TiBx鈦基復(fù)合涂層顯微組織及性能的研究.pdf

1、為了增強鈦合金表面的耐磨性，按照復(fù)合材料的發(fā)展趨勢，以激光熔覆制備具有良好耐磨性能的涂層為目標(biāo)，本實驗采用B4C粉和B4C/TC4粉作為鈦合金表面激光合金化和熔覆材料，選用TC4合金作為基體材料，制備原位生成TiC和TiBx復(fù)合耐磨涂層，研究粉末成分及工藝參數(shù)等涂層顯微組織和性能的影響。
　　系列實驗中，首先通過預(yù)置粉末法和同步送粉兩種方式在TC4表面添加B4C粉末，激光原位制備了單道激光合金化涂層;通過預(yù)置粉末法添加30％B4C

2、+70％TC4(wt.％)粉末制備多道搭接涂層及三層非梯度涂層，通過預(yù)置粉末法分層添加10％B4C+90％TC4，20％B4C+80％TC4粉末30％B4C+70％TC4（wt.％）粉末制備成分變化梯度涂層，應(yīng)用XRD、金相顯微鏡、SEM、TEM、顯微硬度測量儀、磨損試驗機等多種分析手段對所制備涂層的微觀結(jié)構(gòu)和性能進行了研究。
　　實驗結(jié)果表明:TC4合金表面用B4C粉和B4C/TC4粉激光制備的鈦基復(fù)合涂層均通過化學(xué)反應(yīng)在涂層中

3、原位生成了TiC，TiB和TiB2相。TiC相以樹枝狀相形式存在，TiB2和TiB相均以棒狀相形式存在，TiB2較粗大，TiB較細(xì)小偏向于呈針狀。
　　利用同步送粉法添加B4C粉末比預(yù)置粉末法制備的單道鈦基復(fù)合涂層生成更多的粗大棒狀的TiB2，其硬度比預(yù)置粉末法獲得的硬度高，最高可達1800HV，是基體(320HV)的五倍多。
　　對于激光熔覆單一成分（30 wt.％B4C+70 wt.％TC4）多層涂層和以10wt.％ B

4、4C遞增的多層的梯度涂層，隨著層數(shù)的增加生成的TiB和TiB2增多。梯度復(fù)合涂層表面完整、平滑，內(nèi)部無裂紋、氣孔等缺陷，其涂層內(nèi)部組織形貌由底及表，依次是β定向生長、彌散顆粒和棒狀晶，枝晶和較粗大棒狀晶。
　　激光熔覆TiBx+TiC增強鈦基復(fù)合涂層具有較低的摩擦系數(shù)(0.18-0.3)，最低僅為TC4合金摩擦系數(shù)（0.4-0.5）的1/2。隨著磨損滑行距離的增加，失重量有所增加。當(dāng)滑移367.5m時，梯度涂層失重0.0019g，