TC4表面脉冲等离子填丝-送粉熔覆WC/Ti组织及强韧性研究

为提升全钛部件表面耐磨及耐冲击性能,以WC颗粒和TC4焊丝作为熔覆材料,采用脉冲等离子填丝-送粉熔覆技术在TC4钛合金表面制备WC/Ti复合层。通过试验获得其中最优WC/Ti的比例,并研究其对熔覆层硬度及强韧性的影响,分析了WC/Ti熔覆层金相组织形貌、显微硬度、冲击韧性、熔覆层与基材结合强度。试验结果表明,通过优化工艺参数,获得表面呈现亮黑色、内部无冶金缺陷的WC/Ti熔覆层,熔覆层主要由WC、TiC、W2C等相组成,在WC颗粒周围产生了以TiC相为主的强化组织。当送丝速率为1.4 m/min,送粉速率为18 g/min时,熔覆层表面硬度达到51.9 HRC,是TC4基材的1.5倍以上。冲击韧性测试结果表明,熔覆层在室温下具有一定的抗冲击性能,侧向冲击吸收功平均值为10.6 J。熔覆层与基材的结合强度达到616.03 MPa,远超工程指标450 MPa。脉冲等离子熔覆技术可以有效制备WC/Ti复合层,提升TC4钛合金表面的耐磨性和冲击韧性。