TC4钛合金表面激光熔覆NiCrCoAlY-Cr_(3)C_(2)复合涂层的摩擦和高温抗氧化性能

摘要

为了提高TC4钛合金表面摩擦磨损和高温抗氧化性能,以NiCrCoAlY+20%(质量分数)Cr_(3)C_(2)混合粉末作为熔覆粉末,采用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备NiCrCoAlY-Cr_(3)C_(2)复合涂层,利用OM,SEM,XRD,EDS等分析涂层的显微组织和物相组成;采用HXD-1000TB显微硬度计测量涂层显微硬度;采用MMG-500三体磨损试验机与WS-G150智能马弗炉对涂层和基体进行摩擦磨损及高温抗氧化实验。结果表明:利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面可以制备形貌良好、无裂纹和气孔等缺陷的复合涂层。熔覆区显微组织结构致密,多为针状晶和树枝晶;结合区的显微组织主要由平面晶、胞状晶和树枝晶组成,生成了多种可提高耐磨性和高温抗氧化性的碳化物、氧化物和金属间化合物。复合涂层的最高显微硬度为1344HV,约为钛合金基体350HV的3.8倍;复合涂层的摩擦因数为0.2~0.3,较钛合金基体的摩擦因数0.6~0.7明显下降;相同条件下复合涂层的磨损失重为0.00060 g,是钛合金基体磨损失重0.06508 g的0.9%;恒温850℃氧化100 h后复合涂层氧化增重为6.01 mg·cm^(-2),约为钛合金基体氧化增重25.10 mg·cm^(-2)的24%。激光熔覆技术有效改善了TC4钛合金表面的摩擦磨损和高温抗氧化性能。