Ti6Al4V表面氩弧熔覆Ti+BN复合涂层组织及耐磨性

目的 通过氩弧熔覆技术在Ti6Al4V钛合金表面制备陶瓷颗粒增强Ni基复合涂层，以改善其摩擦磨损性能。方法 将Ti粉、BN粉和Ni60A粉进行球磨混合，运用氩弧熔覆技术在Ti6Al4V钛合金表面原位合成多相陶瓷颗粒增强镍基熔覆层。通过X射线衍射分析仪、能谱分析仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜，分析熔覆层中陶瓷颗粒相的组成、形貌、尺寸、分布以及结构特点。用维氏硬度计和环-块式摩擦磨损试验机测试了熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能，并通过扫描电子显微镜对磨痕形貌进行分析。结果 熔覆层物相主要包括TiN、TiNi、TiB、TiB2和α-Ti。原位合成的陶瓷颗粒相弥散分布于熔覆层中，其中增强相TiN、TiB和TiB2的形貌分别以颗粒状、针状和棒状形式存在。熔覆层表面硬度可达1210~1250HV0.5。在相同磨损条件下，TC4合金基体与熔覆层的磨损量分别为34.23 mg和4.86 mg，熔覆层的磨损量明显降低。熔覆层的磨损表面无粘着痕迹，磨损机制为磨粒磨损。结论 与Ti6Al4V钛合金基体对比，熔覆层显微硬度值提高约4倍，多相陶瓷颗粒熔覆层可有效提高钛合金表面的耐磨性。