TC4合金表面熔覆石墨烯增强钛基复合涂层的组织及性能

• 作者: 孟君晟 李成硕 弭德振 王铀
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: TC4合金 氩弧熔覆 石墨烯 显微硬度 耐磨性
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 专题——石墨烯在摩擦磨损及润滑中的应用|Special Topic—Application of Graphene in Friction, Wear and Lubrication
• 页码范围: 79-85
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.44|TH117
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.04.007

摘要

目的 通过氩弧熔覆技术在TC4合金表面制备石墨烯增强钛基复合涂层,以改善其耐磨性能.方法 将钛粉和石墨烯在球磨机中充分混合.将混合后的粉末涂覆于TC4合金表面,采用氩弧熔覆技术将预涂覆粉末熔化,制备出陶瓷颗粒增强钛基熔覆层.采用X射线衍射分析仪分析涂层的物相,利用光学显微镜、扫描电子显微镜分析熔覆层中颗粒相的组成及分布.采用显微维氏硬度仪和摩擦磨损试验机,测试熔覆层的显微硬度和磨损性能.结果 熔覆层厚度可达1 mm,且表面及横截面没有气孔、裂纹等缺陷产生,物相主要包括TiC和 α-Ti.熔覆层中不同区域的组织存在差别,涂层的中上部组织主要为树枝晶,底部组织中树枝晶逐渐减少.熔覆层与基体呈冶金结合,组织致密.增强相TiC以颗粒状和花瓣状形式存在.石墨烯增强钛基复合涂层的显微硬度高达845.4HV.在相同磨损条件下,TC4合金基体与熔覆层的磨损量分别是0.153 g和0.0123 g,熔覆层的磨损量明显降低.涂层的磨损机制主要是磨粒磨损.结论 与TC4合金基体对比,熔覆层的显微硬度提高约2.5倍,耐磨性提高12倍.氩弧熔覆原位自生TiC陶瓷颗粒增强钛基熔覆层可显著提高TC4合金表面的耐磨性.