激光熔覆功率对原位合成TiB/TiN涂层组织和摩擦性能的影响

以光学显微镜(OM)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针(EPMA)方法分析涂层相组织结构和显微形貌,采用硬度测试仪及滑动磨损机测试涂层硬度及耐磨性能.结果表明,涂层中原位合成了TiB和TiN强化相颗粒,分别呈现针棒状形貌组织和等轴晶形貌组织;激光功率对组织形貌影响较大,随着激光功率的提高,熔覆层的硬度和耐磨性能呈上升的趋势;母材的磨损机制主要为疲劳磨损,而熔覆层金属的磨损主要由疲劳磨损和磨粒磨损共同作用,其中磨粒磨损占主体作用.

激光熔覆原位合成强化相的结晶过程

在Ti-3Al-2V表面激光熔覆原位合成TiB/TiN复合强化钛基复合涂层。采用XRD、SEM、EPMA和TEM等方法分析原位合成强化颗粒的显微形貌和生长方式。结果表明:熔覆层中存在两种原位合成强化相TiB和TiN;面心立方结构的TiN具有较高的各向同性,在快速凝固条件下呈现树枝晶和等轴晶形貌;TiB具有两种形态,初生TiB具有空心结构针棒状TiB,空心结构内部孔洞不规则,各处壁厚不均匀;共晶的TiB呈现细小、实心的针棒状组织形貌。TiB为B27结构,点阵常数为α=0.628 nm,b=0.312 nm和c=0.461 nm;TiB沿[0 1 0]方向的生长速度最快,堆垛层错的方向平行于(1 0 0)面,并且伴随位错的产生。

CeO_2含量对激光熔覆TiB/TiN涂层显微组织和性能的影响

在Ti和h-BN粉末中添加不同含量的CeO_2作为原料,采用激光熔覆技术在Ti3Al2V表面原位合成TiB/TiN复合陶瓷强化涂层。通过测试分别研究了不同含量的CeO_2对熔覆层的强化相微观组织形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,熔覆层原位合成了TiB和TiN强化相;通过添加适量的CeO_2,熔覆层中的强化相变得更加细小,组织分布更加均匀,硬度和摩擦磨损性能得到提高。CeO_2加入量的质量分数为2%时,熔覆层的表层硬度可达1400HV,耐磨损性能最佳。