一种钛合金表面激光熔覆原位自生耐磨自润滑涂层

摘要

本发明公开了一种钛合金表面激光熔覆原位自生的耐磨自润滑复合材料涂层，涂层为碳化钛硬质陶瓷耐磨相和低摩擦系数的碳化铝钛金属陶瓷自润滑相均匀分布在钛基体上。该涂层中的碳化钛和碳化铝钛均为原位生成，增强颗粒与基体的相容性好，避免了外加增强颗粒的污染问题以及增强颗粒与基体的界面反应问题，增强体和基体界面结合良好，增强颗粒和基体在热力学上稳定，而且碳化铝钛金属陶瓷具有比传统固体润滑剂颗粒更低的摩擦系数和良好的自润滑性能。本发明耐磨自润滑复合材料涂层硬度高、摩擦系数小，能够显著改善钛合金的耐磨性和自润滑性能，扩大钛合金零部件的使用范围，延长钛合金零部件的使用寿命，降低能耗和生产成本。

主权项

一种钛合金表面激光熔覆原位自生耐磨自润滑涂层，其特征在于：涂层内部微观组织由原位自生的碳化钛陶瓷和碳化铝钛金属陶瓷均匀分布在钛基体上，碳化钛陶瓷作为硬质耐磨增强相，低摩擦系数的碳化铝钛金属陶瓷作为自润滑相；制备工艺如下：(1)将待激光熔覆的基材表面打磨、清洁，除去氧化皮和油污；(2)将熔覆合金粉末与有机粘结剂充分混合，并调和成均匀膏状，预先涂覆在待熔覆的钛合金基材表面，预置层厚度为1mm，置于干燥箱烘干10h备用；(3)整个熔覆过程在充满氩气的密封箱内进行，在进行激光熔覆前及熔覆过程中通氩气，以达到真空度，保证钛合金基材表面形成良好的保护气氛，保护气体流量为10～15L/min；(4)采用激光束对钛合金基材表面预置粉末区域进行辐射扫描熔覆，激光熔覆工艺参数如下：激光功率为3～4kW，光斑直径为5～6mm，扫描速度为3～8mm/s；激光熔覆后在密封箱中冷却至室温，以防止氧化。