第十五届全国表面工程大会

为降低钛合金零部件之间因相对滑动造成的磨损，利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面熔覆Ni50以及Cu改性Ni50涂层。采用金相显微镜、显微硬度计等分析Ni50/Cu涂层的组织结构以及力学性能；采用磨损试验机测试和分析了不同Ni50/Cu涂层的摩擦学性能。试验结果表明，涂层硬度随着Cu含量的增加先增大后减小，其中Ni50/4%wtCu涂层硬度最大，涂层硬度由610 HV_0.3增大至642.8 HV_0.3。Ni50/4%Cu涂层的耐磨性能相较Ni50涂层提升了15.4%，而Cu添加量为8%、12%的Ni50/Cu涂层的耐磨性呈现出不同程度的下降，Ni50/8%涂层比磨损率相较Ni50涂层增大了27%，Ni50/12%涂层比磨损率相较Ni50涂层增大了1.5倍。
Ni30AA涂层、Ni40AA涂层、Ni50AA涂层、Ni60AA涂层维氏硬度分别为268HV_0.3、490HV_0.3、609HV_0.3和708HV_0.3；硬质相组织由细枝晶转变为树状晶，至硬质相浓度超出固溶相溶解度时以颗粒形式析出，且硬度越高硬质相颗粒尺寸和体积分数越大。磨损试验结果显示，随着涂层硬度的增大，涂层磨损量降低。然而，TC4摩擦副的磨损量先降低后增大，在与Ni50AA涂层对磨时其磨损量最小，分别是TC4摩擦副与TC4基体、Ni30AA涂层、Ni40AA涂层和Ni60AA涂层对磨失重的34%、23.6%、63.4%和39.4%。本研究为涂层-TC4钛合金对磨工况下的涂层设计提供理论支撑，TC4钛合金硬度约314HV，为最合适的涂层硬度约为600 HV。
 

TC4钛合金表面激光熔覆,涂层改性,Ni50涂层摩擦学性能