鈦合金具有密度低、強度高、焊接性能好,抗蝕性優(yōu)良等諸多優(yōu)勢,在航空航天、船舶汽車、紡織農牧等工業(yè)領域均得到應用與發(fā)展。激光熔覆是鈦合金表面改性的常見技術方法之一。在涂層材料體系中加入適量的固體潤滑材料可以賦予涂層自潤滑特性,在摩擦磨損過程中表現(xiàn)出優(yōu)良的減摩性。本文通過同軸送粉激光熔覆技術,以Ni60、TC4和鎳包石墨（以下記作Ni-graphite）作為熔覆材料,在TC4鈦合金基材表面制備了鎳包石墨自潤滑耐磨涂層,探究了鎳包石墨添加量對激光熔覆層成形質量、物相組成、減摩和耐磨性能的影響,優(yōu)化了激光熔覆材料配比。為鈦合金表面減摩耐磨性能的提升提供了實驗和理論依據(jù)。本文主要研究工作有:（1）研究了Ni-graphite添加量對激光熔覆層成形質量和組織分布均勻性的影響。熔覆材料中最優(yōu)的Ni-graphite添加量為35wt.%,此時熔覆層的裂紋數(shù)量最少,涂層中的石墨含量較多且分布較為均勻。這是由于Ni-graphite添加量過少容易使石墨全部分解,而添加量過多將導致石墨在涂層中發(fā)生團聚偏析,殘余應力增大。（2）探索了Ni-graphite添加量對激光熔覆層物相成分和性能的影響。涂層中的物相有... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

中國民航大學碩士學位論文9第二章試驗方案與研究方法2.1試驗材料2.1.1基體材料本試驗選用α+β型鈦合金Ti-6Al-4V（TC4）作為基材，其主要成分見表2-1。利用電火花線切割方式將TC4板材制成尺寸為60mm×40mm×10mm的等大試樣，選取60mm×40mm表面進行噴砂處理以除去表面污物及氧化層，并在試樣背面刻寫編號用以區(qū)分。試樣經無水乙醇清洗后，置于真空箱中干燥待用。圖2-1TC4合金基材表2-1TC4的主要成分（wt.%）AlVFeCNHOTi5.50~6.753.50~4.50≤0.30≤0.08≤0.05≤0.015≤0.02Bal.2.1.2熔覆材料本試驗選用TC4合金粉末、Ni60自熔性合金粉末和Ni-graphite粉末作為涂層材料，粉末的主要成分和粒度見表2-2。將TC4、Ni60和Ni-graphite粉末按照表2-3所示的設計比例機械混合8小時，真空下烘干12小時，標號后置于干燥箱中待用。

中國民航大學碩士學位論文10表2-2熔覆粉末的化學成分和粒度粉末材料化學成分（質量分數(shù)，%）粒度（μm）TC46.36Al,4.06V,0.05Fe,0.077O,Bal.Ti40~100Ni6016Cr,3.5B,4.5Si,0.8C,≤15Fe,Bal.Ni50~110Ni-graphite25C(graphite),75Ni40~110表2-3熔覆材料配比（質量分數(shù)，%）No.Ni-graphiteTC4Ni60125304523530353453025Ni60、TC4和Ni-graphite粉末的顯微形貌分別如圖2-2(a)、(b)和(c)所示。圖2-2熔覆粉末的形貌(a)TC4，(b)Ni60，(c)Ni-graphiteNi60自熔性合金粉末通常兼?zhèn)淞己玫捻g性、抗蝕性、耐磨性和較高的硬度，能夠有效改善基材的多方面性能。同時，熔化后的Ni60粉末具有良好的流動性，對鈦合金基材的潤濕能力強，易于形成表面平整、并與基材呈冶金結合的激光熔覆層。吳少華等[43]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光內送粉高速熔覆Cr50Ni合金稀釋率及單道形貌分析[J]. 王暑光,石拓,傅戈雁,萬樂.  表面技術. 2020(07)
[2]功率對激光熔覆Al-TiC-CeO2復合涂層組織與性能的影響[J]. 賀星,孔德軍,宋仁國.  稀有金屬材料與工程. 2019(11)
[3]Ni60/h-BN含量對激光熔覆鈦基復合涂層組織及性能的影響[J]. 譚金花,孫榮祿,牛偉,劉亞楠,郝文俊.  表面技術. 2019(10)
[4]激光熔覆涂層摩擦磨損性能的研究進展[J]. 王志明,郭建永,王卓,李慶達,胡軍,沙龍.  材料保護. 2019(10)
[5]基于NSGA-Ⅱ算法的同軸送粉激光熔覆工藝多目標優(yōu)化[J]. 趙凱,梁旭東,王煒,楊萍,郝云波,朱忠良.  中國激光. 2020(01)
[6]Y2O3對鈦基激光熔覆層組織及性能的影響[J]. 張?zhí)靹?莊懷風,姚波,張倩,楊凡.  復合材料學報. 2020(06)
[7]激光熔覆復相自潤滑涂層的性能研究[J]. 趙華洋,付宇明,鄭麗娟,楊曉良.  熱加工工藝. 2019(18)
[8]添加WS2/MoS2固體潤滑劑的自潤滑復合涂層研究進展[J]. 王晉枝,姜淑文,朱小鵬.  材料導報. 2019(17)
[9]掃描速度對激光熔覆Ni35微觀組織與力學特性的影響[J]. 江國業(yè),徐平,李敏,龐銘,王巖.  熱加工工藝. 2019(16)
[10]激光功率對Ti合金表面制備Ni包B4C熔覆涂層組織性能的影響[J]. 胡春亮,孫榮祿,牛偉,林熙.  兵器材料科學與工程. 2019(05)

碩士論文
[1]添加石墨的WC-Co硬質合金耐磨涂層制備與研究[D]. 于福洋.沈陽工業(yè)大學 2019
[2]NiCrW基自潤滑復合材料的制備及摩擦學性能研究[D]. 開紹森.江蘇大學 2019
[3]Ti811表面鈦基稀土激光熔覆層微觀組織及摩擦磨損性能研究[D]. 安通達.中國民航大學 2019
[4]Ni3Al基高溫自潤滑復合涂層的制備及摩擦學行為研究[D]. 范祥娟.蘭州理工大學 2019
[5]鎳基高溫自潤滑復合材料制備及其摩擦學性能的研究[D]. 曹雪.蘭州理工大學 2019
[6]Ti811表面激光熔覆涂層組織和性能的研究[D]. 劉亞楠.天津工業(yè)大學 2019
[7]激光熔覆制備鐵基復相自潤滑涂層[D]. 楊曉良.燕山大學 2018
[8]預置法激光熔覆制備石墨/Cu復合材料[D]. 吳浩.華東交通大學 2017
[9]激光熔覆制備Ni60M/CaF2/MoS2高溫自潤滑耐磨涂層工藝研究[D]. 張津超.溫州大學 2017
[10]TC4合金激光熔覆耐磨自潤滑涂層的組織與性能研究[D]. 周丹丹.天津工業(yè)大學 2017



本文編號：2983926