激光熔覆TiZrHfCrMoW涂层在大气和模拟体液环境下的摩擦磨损行为

摘要

目的提高钛合金表面耐磨性。方法采用激光熔覆技术在TC4基体表面制备TiZrHfCrMoW涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析涂层的相组成和显微组织结构。联合电化学工作站和摩擦磨损试验仪,分别在大气和37℃的0.9%NaCl模拟体液环境条件下,研究Ti ZrHfCrMoW高熵合金(HEA)涂层与TC4合金的摩擦磨损行为。结果激光熔覆HEA涂层均匀致密,无明显缺陷,主要由2种BCC相及1种未知相组成,涂层平均硬度为584.6HV0.2,约为TC4基材硬度的1.6倍。在空气中滑动时,HEA涂层在0.3、0.5、1N下的磨损率均比TC4基体低,且涂层的磨损率随载荷的增加而增加,TC4的磨损率则相反。在(37±0.5)℃的0.9%NaCl溶液中,0.5N载荷下TC4的磨损率是HEA涂层的6倍。HEA涂层与TC4钛合金基体相比,具有更高的自腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度。模拟体液环境下HEA涂层的主要磨损机制为逐层剥落和腐蚀磨损。结论激光熔覆HEA涂层可以有效提高TC4合金的耐磨损及耐腐蚀性能。