Ni-石墨含量对TC4钛合金表面自润滑耐磨熔覆层组织与摩擦学性能的影响

摘要

采用同轴送粉激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备添加25％(质量分数,下同),35％和45％Ni-石墨的TC4/Ni60/Ni-石墨复合功能涂层,借助渗透探伤、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、电子探针、白光干涉仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对比研究复合涂层的成形质量、微观组织和力学性能.结果表明:35％Ni-石墨涂层成形质量最优,不同含量Ni-石墨涂层反应析出相种类一致,主要为Ti2 Ni,TiC,TiB2,石墨以及基体α-Ti,涂层中均形成了TiC包覆石墨半共格复合相以及TiC,Ti2 Ni交错生长共格复合相,半共格TiC包覆层对熔池中石墨有一定缓解溶解作用,共格TiC-Ti2 Ni复合相可使脆性Ti2 Ni组织得到均匀细化.随着Ni-石墨含量不断增加,涂层平均显微硬度和耐磨性逐步降低,而减摩性能呈现出先增后减的变化趋势,磨损机制均为磨粒磨损.