不同送粉速度對TC4鈦合金表面激光熔覆的影響

寇元哲，郭晉昌

(隴東學院 機械工程學院,甘肅 慶陽 745000)

鈦合金具有強度高、密度小、耐蝕性能優良和生物相容性好等優點，被廣泛應用于汽車、化工、航空航天和生物醫療等行業[1, 2]。但是鈦合金表面硬度和耐磨性較差，限制了其更廣泛地應用[3]。為此，研究人員進行了大量的鈦合金表面改性研究。如康新婷[4]對鈦合金表面進行電鍍改性，由于鈦合金表面存在一層致密的氧化膜，電鍍前必須清理氧化膜，工藝復雜。Biswas等[5]通過熱氧化技術對鈦合金進行表面改性，改性后得到的熱氧化層層深較淺，無法應用于要求較高的工況。王鈞石等[6]采用等離子注入技術改善鈦合金表面性能，顯著提高了合金硬度和耐磨性，但是效率較低。

在眾多鈦合金表面改性方法中，激光表面熔覆是一種比較理想的方法[7, 8]。激光熔覆工藝簡單，熔覆層層深大，熔覆效率高，基體變形小且熔覆層與基體發生冶金結合，因而鈦合金表面激光熔覆改性成為目前研究的熱點[9-11]。Zhang等人[12]采用激光熔覆技術在TC4鈦合金表面制備了TiC改性層，熔覆層力學性能相比TC4基體顯著提高。Kumar等人[13]以AlN、Ni和TC4混合粉末為原料在TC4鈦合金表面制備熔覆改性層，熔覆層顯微硬度是基材的3倍，耐磨性也顯著提高，但是熔覆層因塑性差而產生了裂紋。劉建弟等人[14]在TA15鈦合金表面激光熔覆WC顆粒增強相，熔覆層WC顆粒分布均勻，滑動磨損條件下耐磨性顯著提升，但是熔覆層中有少量裂紋和氣孔存在。Li等人[15]采用SiC和Ti混合粉末對TC4鈦合金表面進行熔覆改性，改性后的TC4鈦合金硬度和耐磨性明顯改善，但是熔覆層存在氣孔缺陷?！?br>