激光熔覆法制备ZrO_2-Y_2O_3涂层的显微组织与性能研究

采用预制粉末式激光熔覆法在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备了纳米ZrO_2-8%Y_2O_3涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和光学显微镜(OM)对涂层的相组成及组织结构进行分析,同时分析了涂层的显微硬度分布情况。结果表明:在一定功率范围内,涂层气孔随激光功率增大而逐渐减少,裂纹随激光功率增大而增多;ZrO_2陶瓷涂层与基体间结合良好,熔覆层微观组织结构主要以细小的树枝晶形态存在。在不同区域表现出不同的组织特征,靠近表面处晶体尺寸相对较小,呈柱状整齐排列在熔覆层表层区域;熔覆层中部主要包含块状晶及少量树枝晶;熔覆层底部主要为树枝晶,其一次晶轴方向沿垂直于涂层截面方向生长;熔覆层主要由四方相(t相)ZrO_2和立方相(c相)ZrO_2组成;熔覆层平均硬度达到1000~1300 HV0.2,约为基材硬度的3.5倍。