TC4表面激光熔覆TiAl合金涂层的工艺和组织性能

赵欣鑫,肖华强，游川川，冯进宇,肖 易

(贵州大学 机械工程学院，贵阳 550025)

引 言

TC4(Ti6Al4V)钛合金比重小、强度大，有很好的耐磨和耐蚀性，是目前最常用的钛合金，主要运用在航天航空发动机压缩机叶片、叶轮;海洋工程的耐压壳体;火箭导弹的外壳、船舱等等，被誉为“海洋金属”和“航天金属”[1-4]。高温氧化磨损和腐蚀磨损是TC4钛合金最主要的失效形式，所以对于它的表面性能如抗腐蚀性能、抗高温氧化性、耐磨性等要求越来越高，提升TC4合金的表面性能有很强的现实意义。常用的表面处理技术有等离子喷涂、电子束熔覆、微弧氧化、气相沉积、激光熔覆等等[5-7]。其中激光熔覆是一种将粉末通过高温激光熔化凝固在基体上的先进、高效的表面改性技术。激光熔覆的精度高、热效应低、涂层厚且可控，有优异的冶金结合性，还可以进行选择性区域熔覆用于零件增材再制造，广泛应用于TC4合金的表面改性[8-11]。TC4合金常用表面改性涂层有金属及金属合金涂层、陶瓷涂层、金属-陶瓷复合涂层几种。HUANG等人[12]在TC4钛合金上熔覆了纯铁粉，涂层上形成多种化合物，有效提高表面硬度。XU等人[13]在TC4钛合金上激光熔覆了NiCoCrAlY涂层，研究激光扫描速率对涂层质量的影响，发现涂层裂纹随扫描速率的增加而增加。KOOI等人[14]在TC4合金上激光熔覆了Ti与TiB2混合粉末，制备了Ti-TiB复合涂层，研究其组织的生长演变过程。ZHANG等人[15]通过激光熔覆的方法在TC4钛合金基体上熔覆了TiC增强钛基涂层,有效改善了TC4合金耐磨性。

TiAl合金比普通钛合金具有更好的耐磨耐蚀性能、抗高温氧化性和抗蠕变抗疲劳性能，且其与钛合金基体界面相容性好，是钛合金表面理想的防护涂层。……