激光原位生成tic增强钛基耐磨涂层及其摩擦学性能

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1、第33卷第3期沈阳工业大学学报Vol.33No.32011年6月JournalofShenyangUniversityofTechnologyJun.2011文章编号:1000－1646(2011)03－0259－06激光原位生成TiC增强钛基耐磨涂层及其摩擦学性能1，2，3313杨光，王维，刘伟军，钦兰云(1.中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110034;2.中国科学院研究生院，北京100049;3.沈阳航空航天大学机电工程学院，沈阳110136)摘要:为增强钛合金的耐磨性能，扩大钛合金的使用范围，

2、以Ti及Cr3C2混合粉末为成形材料，采用CO2激光器进行激光快速成形制备以原位生成TiC为强化相的耐磨涂层．利用光学显微镜和扫描电子显微镜和能谱分析仪等分析手段对涂层的微观组织和相结构进行分析．利用SRV3型摩擦磨损测试仪测试样件在常温时的滑动摩擦磨损性能，用GW/ML-MS型高温销盘摩擦磨损试验机测试涂层在500℃下的高温滑动摩擦磨损性能，并分析了磨损机制．结果表明:在常温和500℃条件下涂层与钛合金TC4磨损体积比分别为1/46.6和1/2.86．关键词:碳化钛;快速成形;钛合金;耐磨;原位生成

3、;高温;激光;同轴送粉;碳化铬中图分类号:TG146.23文献标志码:ALaserin-situsynthesizedTiCreinforcedtitaniumbasedwear-resistantcoatinganditstribologicalperformance1，2，3313YANGGuang，WANGWei，LIUWei-jun，QINLan-yun(1．ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Shenyang11003

4、4，China;2．GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China;3．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract:Inordertoenhancethewearresistanceoftitaniumalloysandexpandtheirapplicationfield

5、s，TiandCr3C2mixedpowderwasusedasformingmaterial，andanin-situTiCreinforcedwear-resistantcoatingwaspreparedbylaserrapidformingwithaCO2laserdevice．Themicrostructuresandphasestructuresofthecoatingwereanalyzedbymeansofopticalmicroscopy，scanningelectronmicros

6、copyandenergydispersivespectroscopy．TheslidefrictionandwearpropertiesofthecoatingatroomtemperaturewereexaminedwithaSRV3typefrictionandweartester．Theslidefrictionandwearpropertiesofthecoatingat500℃weretestedwithaGW/ML-MShigh-temperaturepin-on-diskfrictio

7、nandweartester，andthewearmechanismwasanalyzed．Theresultsshowthatatroomtemperatureand500℃，thewearvolumeratiobetweenthecoatingandTC4titaniumalloyis1/46.6and1/2.86，respectively．Keywords:TiC;laserrapidforming;titaniumalloy;wearresistance;in-situsynthesis;hi

8、ghtemperature;laser;coaxialpowderfeeding;Cr3C2钛合金具有密度小、比强度高、抗蚀性优异和渗氮和等离子喷涂等技术曾被用来提高钛合金的耐热性好等突出优点，是新兴的结构和功能材料，耐磨性，但渗氮等技术存在着耐磨性低、耐磨层在航空发动机领域中被广泛地用作压气机盘、压薄、处理周期长、组织难于灵活控制等缺点;而等气机叶片及风扇叶片等关键零部件;但钛合金的离子喷涂则存在涂层不致密、涂层与基体间结合［2－3］摩擦系数大，耐磨性