Ti6Al4V合金激光熔覆Co-Cu/Ti3SiC2复合涂层组织与摩擦学性能

作者：张诗怡; 刘秀波^*; 刘一帆; 祝杨; **; 孟元; 梁金

来源：中国表面工程, 2021, 34(06): 124-133.

• Ti6Al4V合金
• 激光熔覆
• 耐磨性能
• 减摩性能
• 复合涂层

为突破Ti6Al4V合金在关键运动零部件的应用限制，提高其耐磨减摩性能并延长稳定服役周期，采用激光熔覆技术成功在其表面制备Co-5%Ti3SiC2、Co-5%Ti3SiC2-10%Cu、Co-5%Ti3SiC2-20%Cu (wt.%)三种配比的复合涂层，系统分析三种复合涂层的微观组织、物相、显微硬度以及室温和600℃下的摩擦学性能和磨损机理。研究发现：Co-5%Ti3SiC2涂层主要由γ-Co固溶体、润滑相Ti3SiC2、硬质相TiC和金属间化合物CoTix构成，含Cu涂层出现新物相Cu及CuTix。性能上，复合涂层的显微硬度均得到大幅提高，达到Ti6Al4V基体(370 HV0.5)的2.1～2.4倍。室温下，Co-5%Ti3SiC2-10%Cu涂层表现出最好的减摩性能，摩擦因数降低了68.7%;而在600℃下，复合涂层发生严重氧化，形成氧化膜使磨损率降低，其中Co-5%Ti3SiC2-20%Cu涂层磨损率为2.5×10-7 mm3/N·m,表现出最好的耐磨性。探索了一类新的耐磨减摩涂层体系，表现出良好的提升效果，并揭示了MAX相与传统软金属之间的协同润滑过程。

• 单位
  中南林业科技大学; 安徽工业大学