钛合金资料不仅质量轻，并且其综合力学机能好、、、耐蚀机能强，可作为飞机起落架、、、机匣等零部件的原资料。。但是钛合金普遍硬度低，在使用过程中容易产生粘着磨损、、、磨粒磨损等，限度了其使用领域和发展。。激光熔覆技术是改善钛合金资料理论机能的先进制作技术之一，相对电镀、、、化学镀、、、热浸镀等传统工艺有着好多的优势。。通过同步送粉或预置熔 覆资料的方式，利用激光束的瞬间加热职能，熔覆资料和基体合金理论薄层达到金属熔点以上，迅速溶解产生冶金结合，又急剧凝固制备出一层较薄的高强度涂层，来达到理论改性的主张[1]。。利用熔覆技术不仅能够制备高强度防护涂层，还能够实现各类金属零件的制作、、、修复和衔接[2]。。

一、、、钛合金理论激光熔覆涂层资料

（一）陶瓷资料涂层

通过激光束的瞬间加热职能在钛合金理论制备出较薄的陶瓷涂层，能够达到冶金衔接的成效。。陶瓷资料自身硬度高，涂层组织不变、、、与基材结合性好，涂层不仅理论硬度高，其耐磨性和抗高温机能相对基体资料有显著的优势，对钛合金资料起到了极度：玫谋；；ぷ饔肹3]。。刘均环[4]利用激光熔覆技术在钛合金理论制备了生物陶瓷涂层，并对熔覆层进行了热处置。。他发现当激光功率为0.9 kW、、、扫描速度为14mm/s 时，涂层机能较好；；在熔覆层中增长3wt.%的CaB6 可显著提高涂层理论硬度，相对基体钛合金资料可提高约莫2.8 倍，并且耐侵蚀机能得到了大幅度提升。。当CaB6 的质量分数增长到5wt.%时，涂层中部显微组织由杂乱无序树枝晶转变为呈规定分列的树枝晶。。：笃谟侄愿檬匝坎憬辛700℃保温3h 的热处置，但导致了熔覆层裂纹的产生。。究其原因可能是热处置导致涂层内部应力增大，从而产生出现纵向裂纹和孔洞，涂层脱落而失效。。另一方面热处置促使内部枝晶组织变得粗壮，而降低涂层的显微硬度、、、耐侵蚀性和生物活性。。

（二）复合伙料涂层

陶瓷资料作为钛合金理论熔覆资料固然组织不变、、、硬度高、、、抗高温机能好，但是通常陶瓷资料与钛合金基体之间的润湿性差，容易产生裂纹和孔洞等缺点。。复合涂层既保障了金属资料优良的力学机能，又能展示出陶瓷资料凸起的高硬度和高温机能，日益受到学者们的宽泛关注[5]。。：伪蠓鎇6]选取同轴送粉方式在TC4 合金理论激光熔覆了NiCrAl+TiC复合涂层。。钻研发现：：熔覆层中存在TiC、、、NiTi₂、、、Cr0.2Ti0.8C、、、VC 等金属间化合物和陶瓷相，理论硬度得到大幅度提升，同时磨损率也显著降落，耐磨性得到改善。。当TiC 粉末含量较少时，熔覆层中存在金属间化合物和陶瓷相，但是TiC 磨损过程中产生磨粒磨损而部门脱落，耐磨性较差。。当TiC 含量逐步增大时，在已天生的组织上面又形成了新的藐小相NiTi₂，同时还出现了多种陶瓷相，阐发出优良的耐磨性。。王阿敏[7]等选取激光熔覆技术在TC4 钛合金理论预置混合粉末制备了复合涂层。。钻研发现：：熔覆层的重要相为TiB、、、TiB₂、、、TiC 等硬质陶瓷相和Ti-Al金属间化合物，涂层硬度高、、、耐磨性好。。当预置粉中C 含量为5%时，涂层显微组织中TiC 容易形核和成长，TiC 含量随之增多，颗粒藐小且散布均匀，同时板条状组织略微削减。。当预置粉中C含量为8%时，由于C含量过多，较多的碳化物相互成长形成粗壮的晶粒组织。。分歧体积分数的预置粉末直接影响了涂层最终的机能，其中C 含量为5%时，可获得综合力学机能最好的涂层。。

（三）涂层中增长加强相

稀土元素自身晶粒细。。笔弊魑忧肯嗬刺岣咦柿系幕。。在激光熔覆制备涂层时增长适量稀土元素能够增长涂层韧性，也能够增长预防裂纹扩大的阻力，有效故障裂纹成长和扩大，裂纹的削减既能预防涂层脱落也能够提高涂层的耐侵蚀性。。崔朋贺[8]等选取激光熔覆技术在钛合金理论制备的复合涂层中增长了稀土元素，通过尝试钻研以为增长Y2O3能够削减涂层中的气孔和杂质等缺点，同时起到了推进形成加强相的作用。。同时涂层与基体结合优良。。当增长质量分数１％的Y2O3时，加强相含量显著增多并且发现组织得到细化，变得均匀细。。愎亲醇忧肯嘧湮帕Ｗ矗春贤坎愕木榷狭讶投却蠓忍岣。。当增长的Y2O3 质量分数为2％，加强相TiC 呈类似花状的组织，涂层的均匀断裂韧度 却降落了好多。。当增长质量分数3％ 的Y2O3 时，Y2O3没有齐全溶化，最终以大块的白色同化存在与显微组织中，涂层理论处的断裂韧度有肯定水平的提高，涂层中部的断裂韧度却很差。。

二、、、分歧激光参数对涂层理论组织及机能的影响

（一）激光功率

适当的激光功率是决定激光熔覆层机能的关键成分之一。。激光功率太低时，熔覆层与基体的冶金结合成效较差，其力学机能就不是很好；；当激光功率过高时，部门熔覆粉末会瞬间“汽化”，涂层孔隙率超出其领域，就很容易产生裂纹，严重降低了熔覆层的使用机能。。因而，在激光熔覆过程中，激光功率的巨细越来越受到学者们的宽泛关注。。

邱莹[9]等在TC4 合金理论熔覆了Ti40 阻燃钛合金涂层。。钻研了分歧激光功率是否导致涂层的成分和硬度产生的变动。。随着激光功率的增大，熔覆层高度逐步增长，表层的等轴晶层厚度也随之增长，中部组织由轴柱状晶转变为粗壮的柱状晶。。：毫羀10]等钻研了激光功率对钛合金理论激光熔覆层机能的影响。。钻研了局批注：：在TC4 钛合金基体中存在TiC、、、TiB、、、TiB₂，熔覆层中还有未熔的B4C颗粒。。激光功率越大，覆层理论越滑润，熔覆层存留的B4C颗粒越少，TiB数量越多、、、尺寸越大，涂层理论显微硬度降低，耐磨性显著增长。。随着激光功率的增大，基材和熔覆粉末同时吸收了较大的激光能量，受到高温功夫变长，B4C颗粒逐步被分化，被分化的B4C颗粒与钛合金天生TiC、、、TiB、、、TiB₂。。另一方面，激光功率越大，熔池维持高温功夫越长，过冷度降低导致形核率降落，这样就增大了原位自生加强相的成长速度。。

（二）扫描速度

适当的激光功率是决定钛合金理论激光熔覆层机能的关键成分之一。。当扫描速度过高时，激光能量没有充足的功夫作用于钛合金，熔池存在功夫削减，送粉粉末溶解率低，并且容易产生孔洞和裂纹等缺点，熔覆层机能无法达到预期成效。。当扫描速度过低时，激光能量长功夫作用于钛合金理论，送粉粉末有可能会产生过烧景象，同时也会增长变形量。。林沛玲[11]等在钛合金理论预置Ti 和B 混合粉末，利用激光熔覆技术在分歧的扫描速度下制备了复合熔覆层。。以为：：熔覆层与基体结合优良，重要物相是Ti 和TiB；；显微组织中，TiB出现颗粒状，而Ti 为枝晶状；；扫描速度越大，熔覆层深度越低，但理论硬度却越来越高，最高是基体硬度的1.5～2 倍。。当扫描速度为8mm/s 时，熔覆层的组织最为藐小。。林熙[12]等钻研了扫描速度对TC4钛合金理论激光熔覆层机能的影响。。在TC4试样理论预置肯定质量分数的TC4 与Ni 包B4C混合粉末，选取氩气；；ぃ鹘3种分歧的扫描速度，在试样理论激光熔覆制备了复合涂层。。以为：：激光扫描速度越大，涂层厚度越。。铱矶仍叫。。当扫描速度为8mm/s时，激光能量在试样理论停顿功夫长，同时熔池存在功夫相对较长，Ti原子又充足的功夫与天生的TiB2反映天生TiB。。当扫描速度增大时，熔池存在功夫削减，Ti原子没有来得及与TiB2反映就已经趋于凝固，所以，留存的TiB2逐步增多，而TiB数量较少。。3种分歧扫描速度下制备的涂层其显微硬度都很高，达到基体的2～3 倍，显著加强了钛合金理论硬度，其中扫描速度为8mm/s 时，熔覆层硬度达到最高值。。

（三）后期热处置

激光熔覆过程中，激光的高能量将基体与粉末急剧溶解后又急剧的凝固，涂层的内部会产生很大的残存内应力。。若是不实时处置残存内应力，涂层在使用过程中极易产生裂纹，严重制约了涂层的使用寿命和使用领域。。对激光熔覆涂层进行相宜的热处置有着极其重要的意思。。一方面，通过低温去应力退火能够大幅度降低涂层内部的残存应力，能够预防裂纹的产生；；另一方面，热处置过程中，基体和涂层中的原子产生着高温扩散，原子间置换加剧，能够削减裂纹和提高熔覆层的塑性和韧性。。

翟永杰[13]对TA2合金理论制备的激光熔覆涂层进行了热处置，分析对比了分歧时长和温度对熔覆层组织和机能的影响。。首先在TA2 合金理论预置40%Ti-25.2%Ti C-34.8%WS2 复合粉末，利用激光熔覆技术制备了复合涂层试样。。经尝试数据处置分析后以为：：经过500℃高温，时长1h 和2h 热处置涂层相比于未热处置涂层的显微硬度有所提高，磨损机制 重要为磨粒磨损，理论较为光滑，摩擦系数和磨损率都有肯定水平的降落，然而分歧热处置时长对熔覆层组织和机能的影响较小。。当热处置1h，温度为300℃时，涂层的组织与未热处置涂层区别不大，耐磨机能没有显著提高，显微硬度略有降落。。热处置温度为500℃和700℃的涂层显微组织产生了变动，热处置温度为700℃时涂层的显微硬度和耐磨性达 到最高值。
？？？杉嘁说娜却χ糜兄诟纳祁押辖鹄砺廴鄹餐坎愕淖橹突。。

三、、、外加物理场对涂层理论组织及机能的影响

（一）电磁场

外设电磁场利用在激光熔覆技术重要体此刻两个方面。。首先，电磁场能够节制金属液体的流动，扭转了熔池状态，推进涂层与基体更好的结合，预防脱落。。其次，电磁场能够改善金属的凝固组织和机能，在涂层的凝固过程中，电磁场的搅拌与抖擞为用能够细化晶粒，以及提高涂层的综合力学机能。。

杨光[14]等钻研了施加电磁场对熔池凝固过程的影响，对是否施加电磁场的TA15钛合金理论激光熔覆过程进行了三维磁-热耦合数值仿照。。以为：：电磁场的电磁搅拌作用于熔池形成和凝固过程中，加快了液态金属的对流，增大了熔池的最大流速，加快了熔池的热互换，实现了熔池温度散布的均匀化，这样就推进了熔池顶部组织柱状晶向等轴晶的转变。。试验了局批注熔池顶部出现轴晶组织，随着与电磁场中心距离的增长，等轴晶数量逐步增多，而熔池底部和中部组织依然为柱状晶。。在没有施加电磁场的情况下，涂层组织均为柱状晶，并没有天生等轴晶。。同时发现电磁场的作用并没有对熔池内部柱状晶的成长产生较大影响。。

（二）超声振动

在激光熔覆技术中，超声抖擞为用在沉积时或沉积后，能够减小涂层内部残存内应力，预防天生粗壮的柱状晶，推进等轴晶的天生，细化了涂层的组织，从而改善了激光熔覆涂层的机能。。张安峰[15]等钻研了施加超声振动对激光熔覆沉积Ti6Al4V合金组织和机能的影响。。通过尝试设备，超声抖擞为用于熔融的金属熔池中，金属混合粉末在激光熔覆沉积和超声振动中产生金属结晶过程，制备出钛合金试样，后对该试样进行了固溶时效处置。。Ti-Al 相图如图1 所示。。钻研发现：：超声振动的施加减小激光熔覆沉积Ti6Al4V 合金残存应力和理论粗糙度，晶粒变细，同时其强度和塑性有肯定水平的提高。。这是由于超声作用在熔池中产生了空化泡，而空化泡的破碎对熔体产生了冲击作用，部门温度得到提高，增大过冷度的同时增大了形核率，最终细化了晶粒，试样的强度较尺度锻件逾越了很多。。钛合金试样经固溶时效热处置后，其组织和机能也产生了一些变动。。显微组织晶粒相对细。。啥嘀窒嘧槌闪嘶旌献橹匝乃苄院腿托缘玫教岣撸慷嚷晕⒔德洌酆狭ρ缘玫教岣。。

四、、、结语

利用激光熔覆技术在钛合金理论制备出一层较薄的高强度涂层，能够有效改善钛合金资料理论机能，相对传统工艺有着好多凸起的优势，涂层与基体资料之间冶金衔接，不易脱落，且涂层机能良好，可有效的起到防护作用。。交变电磁场能够改善金属的凝固组织和机能，在涂层的凝固过程中，能够细化晶粒，来获得质量更佳的防护涂层。。[16,17]

参考文件：：

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