半導(dǎo)體激光熔覆Ni基耐磨減磨復(fù)合涂層的研究.pdf

1、鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能強(qiáng)等優(yōu)異性能，在航空航天、化工石油、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。但是由于鈦合金表面硬度低、抗高溫氧化性能較差、耐磨性能差，且難以潤滑，極大程度上限制了其潛能的發(fā)揮。利用合適的表面改性技術(shù)在鈦合金表面可以有效改善其耐磨性能。采用表面改性技術(shù)在鈦合金表面制備的涂層，大多數(shù)情況下，耐磨性的提高是以增強(qiáng)它的表面硬度和強(qiáng)度，摩擦系數(shù)和摩擦相容性得不到很好的改善。因此，在摩擦運(yùn)動過程中，具有一定的自潤滑性，

2、成為材料領(lǐng)域內(nèi)又一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前，由于激光熔覆能量密度高、冷卻速度快的特性，使涂層組織致密，晶粒細(xì)小，與基底達(dá)成冶金結(jié)合，激光熔覆技術(shù)成為制備耐磨自潤滑涂層的有效手段之。本文以NiCrBSi、WS2粉末為原料，采用半導(dǎo)體激光器在TC4合金基體上制備出冶金結(jié)合良好的Ni基耐磨減磨復(fù)合涂層。
　　利用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡、能譜分析儀、顯微硬度計(jì)和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)等技術(shù)手段，系統(tǒng)的分析了激光熔覆層宏觀形貌、微觀組織、顯微硬

3、度的影響規(guī)律，揭示了激光熔覆Ni基復(fù)合涂層的耐磨性和磨損機(jī)制。并且通過電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)，分析了涂層的耐腐蝕性能。
　　通過研究激光工藝參數(shù)對熔覆層表面宏觀形貌的影響，揭示了各個(gè)熔覆層的幾何尺寸和稀釋率的變化規(guī)律，為優(yōu)化其激光工藝參數(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明:熔覆層與基體形成良好的冶金結(jié)合;Ni60熔覆涂層主要物象由TiC、TiB2、γ-Ni構(gòu)成，含有WS2的涂層中主要物象含有Ti2CS、TiB2、TiS、CrxSy、γ-Ni、Cr2

4、B、{Ni，W}化合物;添加固體潤滑劑WS2的熔覆層平均硬度均低于Ni60熔覆層的平均硬度(1000～1200HV0.3)，隨著WS2含量的增加熔覆層平均硬度呈現(xiàn)減小的趨勢;添加WS2熔覆層的摩擦系數(shù)均比Ni60涂層的小，磨損量是Ni60涂層2.5倍左右，說明添加WS2后熔覆層的耐磨性大大提高，達(dá)到耐磨減磨的目的;通過對不同WS2含量的熔覆層耐腐蝕性能測試可知，激光熔覆Ni基復(fù)合涂層的耐腐蝕性能優(yōu)于TC4鈦合金的耐腐蝕性能，根據(jù)極化曲線