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钛合金表面上两种镍基合金粉的激光熔覆研究St udy of Laser Cladding Two Ni2base AlloyPowders on Titanium Alloy耿 林,孟庆武,郭立新(哈尔滨工业大学,哈尔滨150001)GEN G Lin,M EN G Qing2wu,GUO Li2xin(Harbin Instit ute of Technology,Harbin150001,China)摘要:分别以NiCrBSi和NiCoCrAl Y为预涂粉,采用CO2激光器,在Ti26Al24V合金表面进行激光熔覆镍基合金涂层的研究。
通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层进行分析,对比两种镍基合金粉的激光熔覆性能。
分析发现,NiCrBSi涂层组织以γ2Ni为基体,含有Ni3B,TiB2,TiC,CrB等多种增强相,而NiCoCrAl Y涂层组织主要为固溶多种元素的Ni基过饱和固溶体。
NiCoCrAl Y涂层组织以固溶强化和细晶强化为主,NiCrBSi涂层组织以第二相强化为主。
虽然NiCoCrAl Y粉比NiCrBSi粉的激光吸收率高,可以得到较厚的涂层,但是含有多种硬质增强相的NiCrBSi涂层硬度高于NiCoCrAl Y涂层。
关键词:激光熔覆;涂层;NiCrBSi;NiCoCrAl Y;钛合金中图分类号:TB333 文献标识码:A 文章编号:100124381(2005)1220045203Abstract:U sing a CO2laser,a process of cladding Ni2base alloy coatings on Ti26Al24V wit h pre2 placed NiCrBSi and NiCoCrAl Y powders was st udied1The coatings were examined using XRD, SEM and EDS1The quality of two Ni2base coatings wit h different powders was compared1NiCrBSi coating was compo sed ofγ2Ni mat rix and CrB,Ni3B,TiB2and TiC reinforcement s1NiCoCrAl Y coating mainly consisted of Ni2base supersat urated solid solution1NiCoCrAl Y coating was st rengt h2 ened wit h solution strengt hening and grain refinement1NiCrBSi coating was mainly st rengt hened wit h several reinforcement s1Alt hough laser absorptivity of NiCoCrAl Y powder was higher t han t hat of NiCrBSi powder and t hick NiCoCrAl Y coating can be obtained,hardness of NiCrBSi coating containing several reinforcement s was higher t han t hat of NiCoCrAl Y coating1K ey w ords:laser cladding;coating;NiCrBSi;NiCoCrAl Y;titanium alloy 钛合金虽已在航空和航天部门广泛使用,但由于摩擦系数大、耐磨性差,其工程应用范围仍受到限制。
钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层及其生物活性研究钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层及其生物活性研究钛合金材料因其良好的生物相容性和力学性能，被广泛应用于医疗领域。
然而，其表面的生物活性仍然有待提高。
为了提高钛合金表面的生物活性，研究人员开始采用激光熔覆技术制备生物陶瓷涂层，并对其生物活性进行深入研究。
激光熔覆技术是一种将陶瓷材料熔化并喷洒在金属表面形成涂层的方法。
在钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层的过程中，激光的熔覆温度、喷洒速度和陶瓷材料的种类等因素对涂层的质量和生物活性有着重要影响。
因此，选择合适的工艺参数和材料具有重要意义。
研究表明，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层具有良好的结合强度和致密性。
这是因为激光能量的作用下，陶瓷材料与钛合金表面发生反应，形成了良好的界面。
同时，激光熔覆技术还能够提高涂层的生物活性。
一些研究表明，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层能够促进骨细胞的生长和骨组织的再生，具有巨大的潜力在骨缺损修复和植入物表面修饰方面的应用。
除了生物活性，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
这使得其在膝关节和髋关节等关节植入物的表面涂覆应用中具备优势。
研究人员通过多种方法对激光熔覆制备的生物陶瓷涂层进行了生物性能测试，研究结果表明其生物相容性良好，并且对骨细胞具有良好的生长和附着性。
此外，研究人员还对激光熔覆制备的生物陶瓷涂层的生物活性机制进行了探究。
结果表明，涂层表面的微观形貌和化学成分对其生物活性有着重要影响。
具有适当粗糙度和合适元素的涂层能够提供更好的细胞附着和增殖环境。
综上所述，钛合金表面激光熔覆制备的生物陶瓷涂层具有良好的生物活性和生物相容性。
这为其在骨缺损修复和植入物表面修饰等医疗领域的应用提供了良好的前景。
然而，目前钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层的研究还处于初级阶段，没有形成统一的规范和工艺流程。
未来的研究需要进一步探究激光熔覆制备技术的工艺参数和涂层材料的选择，以提高涂层的生物活性和稳定性综上所述，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层在骨细胞的生长和骨组织再生方面具有良好的生物活性，且具备耐磨性和耐腐蚀性，在关节植入物表面涂覆方面具有优势。
TiC+Ti粉末在TC4钛合金表面激光熔覆的表面改性技术摘要：激光表面镀层应用于TC4钛合金用来改进其表面性能。
把TiC和Ti 的粉末以质量比1：3的比例混合后覆在TC4钛合金表面，随后用激光束进行处理。
材料表面层的显微结构和组分的改变用SEM,EDX和XRD仔细研究。
通过熔融，液态混合流动，紧接着快速凝固和冷却，一层逐渐过度的微观结构和组织就形成了。
TiC粉末在熔融时全部熔入表面层，在凝固的过程中作为细小的树枝晶偏析出来。
树枝晶的内部区域有一些富含铝的a′相细晶片晶。
因为TiC随着深度的增加而变少，激光熔覆层的硬度也随着深度的增加而降低。
表面层的最高硬度是1400HV，大约是原始材料的4.5倍。
关键词：TC4钛合金TiC 激光熔覆技术偏析硬度钛合金被广泛应用于工业生产是因为其力学性能和化学性能的良好结合，例如高的刚度，低的密度和良好的耐蚀性。
然而由于钛合金的硬度低，导致其耐磨性比较差，从而限制了钛合金的进一步使用。
由于多种原因，一种材料的失效是从它的表面开始的，尤其是在磨损或腐蚀环境中。
因此为了全面提高钛合金的性能，使用表面改性的方法提高钛合金的耐磨性是非常必要的。
有多种不同的方法应用于提高钛合金的耐磨性和耐蚀性。
如：PVD,CVD,溶胶-凝胶法，阳极氧化等。
然而，这些方法都存在各自的缺点。
例如，用于电影存储的钛合金通常非常的窄而且和机体的结合非常的弱。
在众多的表面处理技术中，激光熔覆技术提供了一哦个最佳的选择，使用该技术，可以获得一层薄的镀层从而获得非常好的性能。
通过激光熔覆，不同的合金或金属基复合物可以很容易的在被处理的材料表面产生。
镀层和基体之间的强的金属键。
考虑到上面提到的各种优点，激光熔覆技术可以用于在TC4钛合金上产生原位金属基符合材料，来提高熔覆层的硬度，熔覆层的表面的显微结构和组分进行详细的研究。
2.实验2.1试样的准备和激光处理对钛合金的研究，这里主要就商业钛合金的获取做出解答。
激光熔覆对钛合金表面粗糙度的提升研究钛合金是一种具有广泛应用前景的材料，特别是在航空航天、汽车工程和生物医学领域。
然而，钛合金的表面粗糙度对其性能和功能产生重大影响。
因此，研究如何提高钛合金的表面粗糙度是至关重要的。
本文将探讨激光熔覆技术对钛合金表面粗糙度的提升效果。
钛合金内部晶体结构的复杂性和独特性使其对热加工过程的响应变得复杂。
传统的加工方法往往会导致钛合金表面粗糙度增大，例如刨削和铣削。
而激光熔覆技术由于其独特的工艺特点和操作控制能力，成为提高钛合金表面质量和粗糙度的一种有效方法。
首先，激光熔覆技术具有非接触性的特点，因此能够避免直接物理接触对材料表面造成的损伤。
激光束可以通过调整光强、扫描速度和聚焦距离等参数来精确控制熔覆过程中的热输入和冷却速率。
这种精确的控制使得激光熔覆技术能够在不改变钛合金化学成分的情况下，实现对表面粗糙度的调控。
其次，激光熔覆技术可以使用不同的添加材料来改变钛合金的化学成分和组织结构，从而进一步提高其表面粗糙度。
通过选择不同的添加材料，如陶瓷粉末或金属粉末，激光熔覆过程中形成的新材料层可以具有更高的硬度、磨损和腐蚀性能，从而显著提高钛合金的表面质量和粗糙度。
同时，激光熔覆技术采用快速冷却的方式，可以抑制材料中晶粒的长大和相变的发生。
这种快速冷却过程可以产生细小、均匀的晶粒和致密的组织结构，有助于提高钛合金的表面粗糙度。
此外，由于激光束的高能密度和短脉冲时间，激光熔覆技术还能够减小或消除钛合金表面的毛刺和孔洞，进一步提高表面质量和粗糙度。
在实际应用中，激光熔覆技术通常采用熔覆过程和后续处理过程相结合的方式，以进一步提高钛合金表面的粗糙度。
例如，通过调整熔覆过程中的激光功率、扫描速度和熔池尺寸等参数，可以控制钛合金表面的熔融深度和熔融尺寸，从而实现对表面粗糙度的调控。
在熔覆完成后，还可以采用机械研磨、化学抛光和电化学抛光等后续处理方法，进一步改善钛合金表面的质量和粗糙度。
