激光沉积铝合金-陶瓷梯度材料组织与性能研究

摘要

为了提高铝合金的硬度、耐磨性,通过激光沉积制造技术制备铝合金-陶瓷梯度复合梯度材料层。观察梯度材料的显微组织,测试其显微硬度和摩擦磨损性能,并分析了磨损机制和强化机制。结果表明基体和梯度层结合良好无裂纹,相比铝合金基体,梯度材料层的组织更为细小均匀,并且随着陶瓷含量越多,晶粒越细小;显微硬度分析显示,从基材到12%陶瓷层的硬度呈上升趋势,基材硬度约为HV 80,梯度材料层硬度最高达到HV 170;随着梯度比例的增加耐磨性能随之增强, 12%陶瓷层摩擦系数最小,磨损失重最少,仅为4.2 mg,远远小于基体。梯度层的显微硬度和耐磨性提高的主要原因有陶瓷颗粒弥散分布强化、激光沉积组织的细晶强化。