机械工程材料

作者：汤军辉, 段峻, 纪秀林

关键词：钛合金涂层, 粗粉, 激光熔覆, 热喷涂, 激光重熔, 耐磨和耐腐蚀性能

以粒径为53~106μm的TC4钛合金粗粉为原料,分别采用超音速火焰喷涂、大气等离子喷涂、激光熔覆及对超音速火焰喷涂涂层进行激光重熔等4种工艺在AA1060铝基体和Q235钢基体表面制备TC4钛合金涂层,对比研究了不同工艺下涂层的物相组成、微观结构、耐腐蚀性能与耐磨性能。结果表明：超音速火焰喷涂涂层和大气等离子喷涂涂层主要以α相为主,等离子喷涂涂层还含有一定量的TiO相,这2种涂层与基体的结合方式为机械结合,孔隙率较高；铝基体表面激光熔覆涂层和激光重熔超音速火焰喷涂涂层的主要物相为α相,而Q235钢基体表面则为β相,这2种涂层与基体的结合方式均为冶金结合,结构更加致密,晶粒更加细小,孔隙率极低。大气等离子喷涂涂层的平均硬度可达476 HV,约为超音速火焰喷涂涂层的2倍,激光熔覆涂层和激光重熔超音速火焰喷涂涂层的平均硬度分别超过550,600 HV；Q235钢基体表面涂层的硬度高于铝基体表面的涂层。大气等离子喷涂涂层的平均结合强度均约为30 MPa,比超音速火焰喷涂涂层高30%以上。在质量分数3.5% NaCl溶液中4种涂层按照自腐蚀电流密度从小到大的顺序依次为激光熔覆涂层、大气等离子喷涂涂层、激光重熔超音速火焰喷涂涂层、超音速火焰喷涂涂层。在铝基体表面,激光熔覆涂层的摩擦因数最小,大气等离子喷涂涂层的磨损率最小；在钢基体表面,激光重熔超音速火焰喷涂涂层的摩擦因数最小,激光重熔超音速火焰喷涂涂层和大气等离子喷涂涂层的磨损率相近,且小于其他2种涂层。大气等离子喷涂技术在采用粗粉制备TC4钛合金涂层方面具有最佳的性能与成本优势。

来源：2024年第5期

《机械工程材料》期刊编辑部

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