激光誘導(dǎo)原位合成(TiBx+TiC)-TiNi復(fù)合涂層溫度場及顯微組織性能研究.pdf

1、TC4合金的比強(qiáng)度高、耐蝕性好，但硬度較低，表面耐磨性較差等問題，為了增強(qiáng)TC4合金表面的耐磨性，本文采用10B4C+90TiNi、20B4C+80TiNi、30B4C+70TiNi(wt.％)三種混合粉末為熔覆材料，利用FL-Dlight02-3000W型激光器，在TC4合金表面制備原位合成(TiBx+TiC)/TiNi復(fù)合梯度涂層，原位生成的TiBx+TiC增強(qiáng)相保證了熔覆層的高硬度和耐磨性，以TiNi為基底則保證材料具有高含量復(fù)合

2、增強(qiáng)相的同時具有良好的韌性和塑性。
　　為了對激光熔覆過程有更深刻的認(rèn)識同時簡化激光參數(shù)優(yōu)化過程，本文首先利用Comsol Multiphysics軟件對在TC4表面熔覆10B4C+90TiNi(wt％)粉末進(jìn)行了模擬研究，分析了激光熔覆過程中的溫度場和溫度梯度的變化規(guī)律，在模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行了單道參數(shù)優(yōu)化實驗，結(jié)果表明模擬結(jié)果比較準(zhǔn)確，三種成分梯度變化的粉末的激光功率分別為P=1700W、1900W和2600W，掃描速度分別為V=

3、6.67mm/s、6.67mm/s和8.33mm/s，離焦量均為L=310mm。
　　通過預(yù)置粉末法分別添加10B4C+90TiNi、20B4C+80TiNi、30B4C+70TiNi(allin wt.％)粉末，利用多道搭接的方法制備出成分梯度變化的復(fù)合涂層。利用金相顯微鏡、XRD、SEM等手段對梯度復(fù)合涂層的組織進(jìn)行分析，利用顯微硬度儀和摩擦磨損試驗機(jī)等對梯度復(fù)合涂層的性能進(jìn)行了檢測和研究。
　　結(jié)果表明:在TC4表面激

4、光熔覆10B4C+90TiNi、20B4C+80TiNi、30B4C+70TiNi(wt.％)粉末制備的復(fù)合涂層中均原位生成了大量的TiB、TiB2、TiC等增強(qiáng)相，增強(qiáng)相的數(shù)量隨著熔覆層數(shù)的增加而增加。其中一層熔覆層中含有大量的棒狀TiB和塊狀TiB+TiC共晶組織，兩層梯度熔覆層中含有大量的細(xì)長針狀TiB并在TiB兩側(cè)長出塊狀TiB2+TiC的共晶組織，三層梯度熔覆層中則存在大量的粗大棒狀TiB2并在其兩側(cè)長出TiB2+TiC的共晶