不同离焦量对TC4钛合金半导体激光气体渗氮的影响

摘要

制造核电设备用钛合金需要进行激光气体渗氮,以提高钛合金表面硬度和耐磨性.离焦量是影响钛合金半导体激光气体渗氮的关键因素之一.保持其他工艺参数不变,分别采用5 mm、10mm、15 mm和20 mm离焦量对TC4钛合金进行激光渗氮试验,分析渗氮层表面和横截面形貌,测量渗氮层硬度,拍摄渗氮层显微组织,对渗氮试样和TC4基体进行对比摩擦试验.结果 表明,半导体激光器可对TC4钛合金表面渗氮,随着离焦量的增大,渗氮层尺寸减小,硬度降低,综合性能呈下降趋势.在本试验条件下,采用5 mm离焦量的激光气体渗氮层综合性能最优,其最大渗氮层厚度610 μm,呈TiN特有的金黄色,渗氮层表面最大硬度可迭982 HV,与TC4基材的350 HV硬度相比有较大提高,同等条件的耐磨试验使渗氮试样质量损失0.2 mg,使TC4基材质量损失1.78 mg.