铝合金表面激光熔注TiC_WC陶瓷增强涂层研究

为了提高铝合金的表面耐磨性,采用激光熔注法在7075铝合金表面原位制备了TiC和WC陶瓷增强涂层,并利用金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度计、纳米压痕仪和球盘摩擦磨损试验机等表征方法探究了涂层的微观组织及力学性能随激光重熔次数的变化规律。结果表明,对于TiC陶瓷增强涂层,重熔后的TiC颗粒少量附着于涂层表面、大部分沉积于涂层底部,中间区域无TiC颗粒;重熔后晶粒尺寸增大,呈柱状晶。对于WC陶瓷增强涂层,重熔后的WC颗粒几乎全部聚集于涂层底部,形成明显的陶瓷层;随重熔次数增加,晶粒尺寸减小;重熔5次后,WC颗粒开裂导致涂层产生明显裂纹。TiC/WC陶瓷增强涂层的硬度均显著低于Al合金基体,且随重熔次数增加整体呈下降趋势;两种涂层的断裂韧性同样随重熔次数增多而降低;耐磨性能上,两种涂层的磨损率均低于基体,且TiC涂层磨损率明显低于WC涂层,而随重熔次数增加,二者磨损率均呈增大趋势。因此,增加重熔次数对TiC/WC陶瓷增强涂层的关键力学性能(硬度、断裂韧性、耐磨性)均产生不利影响,不利于涂层综合性能的提升。本研究成果可为提高铝合金表面耐磨性能提供参考。

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本文档关键词:涂层,铝合金,陶瓷,激光,表面