激光熔覆-激光气体氮化方法制取TiCN-TiN复合熔覆层

摘要

采用500WYAG脉冲激光作为辐射源,TiCN粉末为熔覆材料,高纯N2气作为氮化元素和保护气体,利用激光熔覆-激光气体氮化(LC-LGN)方法,在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备了以TiCN和TiN为主的复合熔覆层.研究了激光工艺参数对TiCN-TiN复合熔覆层成分的影响.对熔覆样品进行了XRD物相分析和显微硬度测试.结果表明:在激光功率和脉冲宽度一定的条件下,脉冲频率、扫描速度是影响TiCN-TiN复合层形成的主要因素.合适的工艺参数组合为:脉冲频率为15Hz,脉宽为3.0ms,扫描速度为2.0mm/s.扫描速度小于2.0mm/s时,熔覆过程中氧化现象严重,而高于2.0mm/s时熔覆层与基底结合不够牢固,易出现脱落现象.处理后,样品的显微硬度由原始3.3GPa提高到14GPa(HV0.2)左右,显微硬度提高了近4倍.