【摘要】：以Ti-Si-C單質(zhì)元素混合粉末為原料,采用激光合金化技術(shù)在TC4鈦合金表面成功制備出Ti-Si-C合金涂層。利用金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及其配備的能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、顯微硬度計(jì)以及摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),分析了涂層的組織形貌、成分和物相,測(cè)試了涂層的顯微硬度及與YG6在干摩擦磨損條件下的摩擦磨損性能。結(jié)果表明:在激光功率P=2.0 k W,掃描速度v=9 mm·s~(-1),光斑直徑D=2 mm下制備的涂層整體均勻致密、無(wú)裂紋,與TC4基體具有較高的冶金結(jié)合性;涂層組織主要由α-Ti基體、網(wǎng)狀分布的Ti_3Si C_2,Ti_5Si_3/β-Ti共晶體(室溫下為Ti_5Si_3/α-Ti)和彌散分布的Ti C相組成;Ti-Si-C涂層的顯微硬度值沿層深變化比較平緩,平均硬度為HV 649,比TC4基體(HV 360)提高了80%;涂層平均摩擦系數(shù)為0.38,比鈦合金基體(0.45)降低了16%;涂層的磨損體積為0.048 mm~3,耐磨性是鈦合金基體(0.13 mm~3)的2.71倍。
[Abstract]:The Ti-Si-C alloy coating was successfully prepared on the surface of TC4 titanium alloy by laser alloying using Ti-Si-C single element mixed powder as raw material. The microstructure, composition and phase of the coating were analyzed by means of metallographic microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive (EDS), X-ray diffractometer (XRD), microhardness tester and friction and wear tester. The microhardness of the coating and the friction and wear properties of the coating with YG6 under dry friction and wear conditions were tested. The results show that the coatings prepared at laser power of 2.0 kW, scanning speed of 9 mm 路s ~ (- 1) and spot diameter of D ~ (2) mm are uniform and compact, have no cracks, and have high metallurgical bonding with TC4 matrix. The microstructure of the coating is mainly composed of 偽-Ti matrix, reticulated distributed Ti_3Si C _ (2), Ti _ (5) Si _ (3) / 尾-Ti eutectic (Ti_5Si_3/ 偽-Ti at room temperature) and dispersed Ti C phase. The microhardness of the Ti-Si-C coating changes slowly along the depth of the coating, the average hardness is HV 649, which is 80% higher than that of the TC4 substrate (HV 360), the average friction coefficient of the coating is 0.38, which is 16% lower than that of the titanium alloy substrate (0.45). The wear resistance of the coating is 0.048 mm~3, which is 2.71 times higher than that of titanium alloy substrate (0.13 mm~3).
【作者單位】： 江蘇大學(xué)先進(jìn)制造與現(xiàn)代裝備技術(shù)工程研究院;
【基金】：揚(yáng)州市“八大產(chǎn)業(yè)”科技攻關(guān)與成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(YZ2011039) 江蘇大學(xué)拔尖人才工程基金項(xiàng)目(1211110001)資助
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 齊廣霞;王曉良;史麗坤;;TC4合金葉片終鍛過(guò)程中微觀組織的數(shù)值模擬[J];鍛壓技術(shù);2014年12期

2 LIU ShuNv;LIU ZongDe;WANG Yang;YUE Peng;;Ti-based composite coatings with gradient TiC_x reinforcements on TC4 titanium alloy prepared by laser cladding[J];Science China(Technological Sciences);2014年07期

3 孫榮祿;牛偉;雷貽文;唐英;;鈦合金TC4激光熔覆NiCrBSi+Ni/MoS_2涂層組織和摩擦磨損性能[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2014年06期

4 劉莎莎;王宇航;張維平;;TA15表面激光熔覆鈷基復(fù)合涂層顯微組織和耐磨性研究（英文）[J];稀有金屬材料與工程;2014年05期

5 薛冰;XU Zengshi;ZHANG Qiaoxin;SHI Xiaoliang;WANG Mang;ZHAI Wenzheng;YAO Jie;SONG Siyuan;;Tribological Properties of TiAl-Ti_3SiC_2 Composites[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition);2014年02期

6 蔡霞;;TC4合金表面Si-Y共滲層的組織結(jié)構(gòu)及摩擦性能[J];熱加工工藝;2014年04期

7 劉海青;劉秀波;孟祥軍;孫承峰;王明娣;石皋蓮;吳少華;;Ti-6Al-4V合金激光熔覆γ-NiCrAlTi/TiC+TiWC_2/CrS+Ti_2CS高溫自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層研究[J];中國(guó)激光;2014年03期

8 李立鑫;柳學(xué)全;丁存光;李一;李楠;李金普;李發(fā)長(zhǎng);;Cr_3C_2-Ni-Ti_3SiC_2新型減摩復(fù)合材料的高溫摩擦學(xué)行為[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2014年02期

9 宋振華;戈曉嵐;許曉靜;劉云輝;陶俊;吳桂蘭;;TC4鈦合金固體滲硼催滲劑的研究[J];稀有金屬;2014年04期

10 潘應(yīng)暉;許曉靜;;Ti6Al4V表面磁控濺射高硬SiC薄膜的摩擦磨損性能[J];材料工程;2013年06期

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1 趙繼圓;氬弧熔覆制備Ti基Ti_5Si_3表面層組織性能研究[D];吉林大學(xué);2008年

【共引文獻(xiàn)】

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2 宋詩(shī)英;王梁;胡勇;姚建華;;穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)輔助激光熔注制備梯度涂層[J];中國(guó)激光;2016年05期

3 賈衛(wèi)平;姚井龍;吳蒙華;吳敬明;王邦國(guó);;激光重熔參數(shù)對(duì)鎳基納米TiN復(fù)合電沉積鍍層性能的影響[J];表面技術(shù);2016年03期

4 王福雨;劉偉軍;趙吉賓;孔源;趙宇輝;來(lái)佑彬;韓文超;;3D打印零件的轉(zhuǎn)折角度對(duì)成形溫度和應(yīng)力的影響[J];稀有金屬材料與工程;2016年02期

5 周芳;劉其斌;鄭波;;Si、Al添加對(duì)MoFeCrTiW高熵合金涂層組織性能的影響[J];中國(guó)激光;2016年02期

6 段曉溪;高士友;顧勇飛;李健光;趙靜梅;王賓;;激光熔覆316L+SiC的強(qiáng)化機(jī)制和摩擦磨損性能研究[J];中國(guó)激光;2016年01期

7 田鳳杰;李振國(guó);尚曉峰;韓輝;;TC4合金激光沉積成形熔池凝固試驗(yàn)研究[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2015年S2期

8 鄭剛;許曉靜;宋振華;戈曉嵐;劉慶輝;吳桂蘭;仲奕穎;;TC4鈦合金鹽浴硼氧共滲劑的成分[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2015年12期

9 喬世杰;劉秀波;翟永杰;陸小龍;余鵬程;石皋蓮;吳少華;;時(shí)效處理對(duì)激光熔覆Ni60-hBN自潤(rùn)滑耐磨復(fù)合涂層的影響[J];應(yīng)用激光;2015年06期

10 何鵬飛;王海斗;馬國(guó)政;雍青松;陳書贏;徐濱士;;含銀硬質(zhì)涂層高溫摩擦學(xué)性能的研究進(jìn)展[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2015年11期

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1 宮金鑫;交流和脈沖電場(chǎng)作用下SiC與Ti的擴(kuò)散連接及其機(jī)理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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2 郭純;周健松;陳建敏;;鈦表面激光熔覆原位制備Ti_5Si_3涂層結(jié)構(gòu)及摩擦學(xué)性能[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2012年09期

3 崔超鵬;張國(guó)賞;魏世忠;徐流杰;;Zr元素對(duì)TZM合金組織和性能的影響[J];稀有金屬;2012年05期

4 劉建弟;張述泉;王華明;;激光熔覆WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層的組織及耐磨性[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2012年09期

5 許曉靜;盛新蘭;張?bào)w峰;劉敏;辛喜玲;;磁控濺射摻碳TiB_2薄膜的Raman光譜與摩擦行為[J];材料工程;2012年08期

6 王常川;王日初;彭超群;馮艷;韋小鳳;;金屬基固體自潤(rùn)滑復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2012年07期

7 趙志偉;彭泳丙;袁海英;郝春艷;馬建強(qiáng);劉亞培;張靜文;;碳熱還原法制備納米碳化鉻粉末及其特性表征[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2012年07期

8 盧琳琳;尹洪峰;袁蝴蝶;;Ti_3SiC_2層狀陶瓷的研究進(jìn)展[J];陶瓷學(xué)報(bào);2012年02期

9 孫榮祿;牛偉;雷貽文;唐英;;鈦合金表面激光熔覆TiB_2-TiC/Ni復(fù)合涂層的真空摩擦磨損性能[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2012年05期

10 李良鋒;馬雪;丘泰;;稀土La對(duì)(Ag-Cu_(28))-25Sn-xLa合金微觀結(jié)構(gòu)及凝固機(jī)制的影響[J];稀有金屬;2012年03期

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2 藺榮巖,汪家道,孔憲梅,陳大融;激光合金化冷軋輥的技術(shù)研究[J];新技術(shù)新工藝;2002年01期

3 張偉;姚建華;;40Cr鋼表面激光合金化及其在螺桿強(qiáng)化中的應(yīng)用[J];金屬熱處理;2007年11期

4 李艷麗;黃旭仁;范興;;工藝參數(shù)對(duì)激光合金化層裂紋的影響[J];新技術(shù)新工藝;2010年10期

5 游明琳;李安書;劉宇剛;;基于灰關(guān)聯(lián)綜合評(píng)價(jià)模型的激光合金化層的質(zhì)量評(píng)價(jià)[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;2011年01期

6 李淑玉;田新國(guó);李成彪;;閥芯端帽工作面激光合金化工藝優(yōu)化[J];應(yīng)用激光;2012年06期

7 В.М.Федин;吳炎;;強(qiáng)化機(jī)車車輛及工藝裝備零件用的激光合金化的應(yīng)用前景[J];國(guó)外機(jī)車車輛工藝;1986年03期

8 鄭克全;張思玉;;20鋼表面的激光合金化研究[J];應(yīng)用激光;1987年06期

9 鄭克全 ,張思玉;純鐵表面的激光合金化處理及其強(qiáng)化機(jī)理[J];蘭州大學(xué)學(xué)報(bào);1988年03期

10 Л.С.Ляхович ,С.А.Исаков ,В.М.Картощкин ,В.П.Пахадня ,李炳生;激光合金化[J];兵器材料科學(xué)與工程;1988年01期

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1 李成勞;沈蓮;;灰口鑄鐵激光合金化層的組織與耐磨性[A];西北五省區(qū)第四屆熱處理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（上）[C];1990年

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本文編號(hào)：2439217