钛合金表面激光熔覆复合涂层的熔池行为对微观组织和性能的影响

马永，马建光，孙楚光，廖帮亮，朱卫华，陈志勇王新林，

材料工程

钛合金表面激光熔覆复合涂层的熔池行为对微观组织和性能的影响

马永1，马建光1，孙楚光1，廖帮亮1，朱卫华2，陈志勇2王新林1，2

（1.南华大学机械工程学院，湖南衡阳421001；2.南华大学电气工程学院，湖南衡阳421001）

采用5 kW横流CO2激光器，在TC4钛合金表面激光熔覆原位制备掺Y2O3的复合陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、能量散射X谱仪（EDS）对熔覆层组织和物相进行分析；通过维氏显微硬度计对熔覆层和基材显微硬度进行测量。结果表明：随着扫描速度由10mm/s和8mm/s增大12mm/s时，熔覆层表层和中部组织变得更加细化和致密，结合区组织由致密组织结构和稀疏的晶须网状结构变为单一的致密组织结构。当扫描速度为12 mm/s时，熔覆层物相为Ti、TiC、TiB2、Y2O3；扫描速度为10mm/s和8mm/s时，熔覆层物相为Ti、TiC、TiB、Y2O3.扫描速度为10mm/s和8mm/s熔覆层的显微硬度提高的主要因素是生成了新的增强相TiB.

TC4钛合金；激光熔覆；复合涂层；微观组织；扫描速度；显微硬度

钛合金由于比强度高、耐腐蚀性能优异、生物相容性好而被广泛的应用到航空、海洋、医药等领域[1-2]。然而，由于其较低的耐磨性，极大的限制了在实际生产中的应用。作为表面改性技术中的热点之一，激光熔覆技术是改善钛合金表面摩擦磨损性能的重要手段[3]。同时，由于稀土及稀土氧化物在冶金溶液中具有净化杂质、合金化、增加异质形核点等作用，使得激光熔覆掺杂稀土及稀土氧化物为近年的研究的热点[4]。有研究者[5]在激光熔覆WC-Co镍基复合涂层中添加稀土氧化物CeO2，研究表明CeO2的添加提高了涂层的硬度和耐磨性能；……