Ti6Al4V表面激光熔覆Ti/TiBCN复合涂层研究

作者：苏科强; 李玉新^*; 张鹏飞; 吴利芸; 张宏建; 尉利强; 李昕宸; 郑博方

来源：表面技术, 2018, 47(12): 142-148.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.12.020

• 激光熔覆
• 激光比能
• Ti6Al4V
• Ti/TiBCN涂层
• 微观组织
• 显微硬度
• 耐腐蚀性
• 耐磨性

目的提高Ti6Al4V表面硬度、耐腐蚀性和耐磨性。方法采用激光熔覆技术在Ti6Al4V表面制备Ti/Ti BCN复合涂层,研究不同激光比能对涂层组织与性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、电化学工作站和往复摩擦磨损试验机研究了涂层的相组成、显微组织、显微硬度、耐腐蚀性和耐磨性。结果当激光比能为13.3kJ/cm2、Ti BCN含量为70%时,Ti/Ti BCN复合涂层质量最好。涂层上部由胞状晶、花瓣状结构、须状结构和等轴α相组成,涂层中部主要由粗大Ti BCN枝晶组成,涂层下部由针状结构和类球形Ti BCN颗粒组成。与Ti6Al4V基体相比,涂层硬度达1050HV0.2,约为基体显微硬度(340HV0.2)的3.0倍。基体自腐蚀电位为-1.388 V,自腐蚀电流密度为-6.33 A/cm2;涂层自腐蚀电位为-1.173 V,自腐蚀电流密度为-6.22 A/cm2。摩擦磨损实验中,涂层出现轻微的剥落、磨粒磨损式的浅短磨痕和颗粒碎屑,基体表面出现较多犁沟式磨损。涂层的平均摩擦因数为0.174,约是基体(0.323)的1/2;涂层的磨损量为1.152 mg,约是基体(6.723 mg)的1/6。结论当激光比能为13.3 kJ/cm2时,涂层的组织均匀致密,硬度显著提高,耐腐蚀性和耐磨性优于基体。

• 单位
  中北大学