TC4钛合金表面激光合金化Ti-Al-Nb涂层的研究

发布时间：2018-11-02 08:44

【摘要】：以钛铝铌单质元素球磨混合粉末为原料,采用激光合金化技术在TC4钛合金表面成功制备出Ti-Al-Nb合金涂层。分析了涂层的物相组成、组织形貌及成分、显微硬度,并利用YG6球对磨来测试涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明:在激光功率P=1.8 k W,扫描速度V=5 mm/s,光斑直径D=2 mm下制备的涂层整体均匀致密、无裂纹,与TC4基体呈良好的冶金结合;涂层组织主要由Ti_3Al、AlNb_2、α-Ti 3种物相组成;Ti-Al-Nb涂层的显微硬度值沿层深方向呈平缓的梯度分布,平均硬度(HV)为5970 MPa,比TC4基体(3600 MPa)提高了66%;涂层平均摩擦系数为0.33,比TC4钛合金(0.45)降低了27%;涂层的磨损体积为0.044 mm3,耐磨性是钛合金基体(0.130 mm~3)的2.95倍。
[Abstract]:The Ti-Al-Nb alloy coating was successfully prepared on the surface of TC4 titanium alloy by laser alloying technology using Ti-Al-Niobium simple element ball milling mixed powder as raw material. The phase composition, microstructure and composition, microhardness of the coating were analyzed, and the friction and wear properties of the coating under dry friction conditions were tested by YG6 ball pair grinding. The results show that the coatings prepared at the laser power of 1.8kW and the scanning speed of V _ (5) mm/s, spot diameter DX _ 2 mm are uniform and compact, without cracks, and have good metallurgical bonding with the TC4 substrate. The microstructure of the coating is mainly composed of three phases, Ti_3Al,AlNb_2, 伪-Ti, and the microhardness of the Ti-Al-Nb coating shows a gentle gradient along the depth of the layer, and the average hardness of the coating is 5970 MPa, which is 66% higher than that of the TC4 matrix (3600 MPa). The average friction coefficient of the coating is 0.33, which is 27% lower than that of TC4 titanium alloy (0.45). The wear volume of the coating is 0.044 mm3, and the wear resistance of the coating is 2.95 times that of the titanium alloy substrate (0.130 mm~3).
【作者单位】： 江苏大学;
【基金】：江苏大学拔尖人才工程基金(1211110001) 江苏省优势学科资助
【分类号】：TG174.4

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本文编号：2305520