华南理工大学学报(自然科学版)

作者：付宇明, 马顺芯, 刘绍峰, 等

单位：燕山大学 机械工程学院，河北 秦皇岛 066004

关键词：TC4钛合金,激光熔覆,金属陶瓷涂层,过渡族碳化物

基金：河北省自然科学基金资助项目(E2021203218)

TC4凭借比强度高、耐腐蚀性好、质量轻等一系列优点，被广泛应用于航空航天领域，但其摩擦系数大、耐磨性差等缺点极大地限制了其应用范围，针对TC4硬度低、耐磨性差等缺点，采用4 kW大功率Laser4000半导体激光器，选用过渡族难熔碳化物HfC、TaC和ZrC作为增强相，以H13钢基粉末作为基粉，利用激光熔覆技术在TC4表面制备了不同比例的钢基金属 — 陶瓷硬质涂层。之后利用扫描电镜（SEM）、EDS能谱仪、D/max-2500/PC型X射线衍射仪（XDR）等试验手段对不同比例涂层的宏观形貌、显微组织、物相组成和涂层元素分布等进行对比分析，利用Qness型号维氏显微硬度计测试涂层硬度并分析熔覆试样截面微观硬度变化规律，利用MMU-5G型端面摩擦磨损试验机研究了不同材料组分涂层的摩擦磨损性能，研究结果表明：试件熔覆层与基材形成了良好的冶金结合，熔覆层组织形态主要以枝晶组织以及块状组织为主，各熔覆层的主要物相中均含有TiC，随着三元陶瓷粉末含量的增加，MC的含量也随之增加，当碳化物混合粉末添加量为15%（质量分数）时，熔覆层中检测到Hf0.8Ta0.2Fe2三元合金相。当三元陶瓷粉添含量为10%（质量分数）时，熔覆层晶粒最为细小，涂层平均硬度最高，平均硬度约为763.43 HV，是基材硬度的2.29倍，当三元陶瓷粉末含量为5%（质量分数）时涂层的耐磨性最好，相对耐磨性为25%。

来源：2024年第3期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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