TC4钛合金表面激光熔覆Ti-Al涂层研究

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.20230112

山东科学 ›› 2024, Vol. 37 ›› Issue (3): 55-65.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.20230112

TC4钛合金表面激光熔覆Ti-Al涂层研究

孙永烁¹(), 温道胜¹^,^*(), 钱春光¹, 张铭浩¹, 吕庆华¹, 张明远¹, 王守仁¹, 汪鑫伟²

1.济南大学机械工程学院,山东济南 250014
2.哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院,黑龙江哈尔滨 150001

收稿日期:2023-07-21 出版日期:2024-06-20 发布日期:2024-06-14
通信作者: *温道胜,男,副教授,研究方向为金属表面强化和塑性变形机理。E-mail: me_wends@tom.com
作者简介:孙永烁(1996—),男,硕士研究生,研究方向为TiAl合金激光熔覆。E-mail: 1203087166@qq.com
基金资助:
山东省科技型中小企业创新能力提升工程(2022TSGC2215);山东省自然科学基金青年基金项目(ZR2022QE068);山东省自然科学基金面上项目(ZR2023ME043);黑龙江省自然科学基金项目(YQ2020E014)

Laser cladding Ti-Al coating on TC4 titanium alloy surface

SUN Yongshuo¹(), WEN Daosheng¹^,^*(), QIAN Chunguang¹, ZHANG Minghao¹, LÜ Qinghua¹, ZHANG Mingyuan¹, WANG Shouren¹, WANG Xinwei²

1. School of Mechanical Engineering, Jinan University, Jinan 250014, China
2. Institute of Space Environment and Material Science, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

Received:2023-07-21 Online:2024-06-20 Published:2024-06-14

摘要/Abstract

摘要：

钛合金具有密度低、比强度高和耐腐蚀性强等优异性能,因而被广泛应用于航空航天中,钛合金使用占比成为衡量航空航天设备是否先进的标准之一。由于该合金硬度低、耐磨性差,因此微动磨损成为钛合金零件失效的重要原因之一。为了提高钛合金的抗微动磨损性能,采用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备涂层。实验结果表明,激光熔覆Ti-Al粉末能改善TC4钛合金硬度和耐磨性能。

关键词: TC4钛合金, 激光熔覆, 抗氧化, 耐磨涂层

Abstract:

Titanium alloys possess excellent properties like low density, high specific strength, and corrosion resistance. So, these alloys are widely used in the aerospace. With the development of aerospace, the usage ratio of such alloys is one of the criteria to measure whether the aerospace equipment is advanced or not. Because these alloys show low hardness and wear resistance, fretting wear becomes an important cause for the failure of titanium alloy parts. To improve the fretting wear resistance, laser cladding was used to produce a coating on the surface of TC4 alloy in this study. The results showed that the hardness and wear resistance of TC4 alloy were improved by laser cladding Ti-Al powder.

Key words: TC4 titanium alloy, laser cladding, antioxidation, wear-resistant coating

中图分类号:

TB31

孙永烁, 温道胜, 钱春光, 张铭浩, 吕庆华, 张明远, 王守仁, 汪鑫伟. TC4钛合金表面激光熔覆Ti-Al涂层研究[J]. 山东科学, 2024, 37(3): 55-65.

SUN Yongshuo, WEN Daosheng, QIAN Chunguang, ZHANG Minghao, LÜ Qinghua, ZHANG Mingyuan, WANG Shouren, WANG Xinwei. Laser cladding Ti-Al coating on TC4 titanium alloy surface[J]. Shandong Science, 2024, 37(3): 55-65.

图/表 10

表1

微动摩擦磨损实验参数"

参数名称	参数数值
法向载荷 $F n$ /N	40、80、120、160
位移幅值 $D$ /μm	80
往复频率 $f$ /Hz	20
循环次数 $N$ /次	36 000
实验温度t/℃	20~25

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

参考文献 13

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