不同搭接率对钛合金TC4激光熔覆层耐腐蚀、耐磨性能的影响(一)

2024-11-08  来自: 西安必盛激光科技有限公司

      搭接率指的是在激光熔覆过程中,无论是方光斑还是圆光斑,熔覆宽度都是有限的,故在进行表面熔覆时,经常会通过一层层叠加的方式进行递进式熔覆。相邻两个熔覆道之间的重叠部分,即为搭接部分,其所占熔覆宽度的比例,就是搭接率。搭接率直接影响熔覆层的形貌、组织与性能。

当熔覆层的搭接率过高时,容易造成合金粉末的浪费;搭接率非常低时,熔覆层质量差,容易产生孔洞,表面高低粗糙且不一致,尤其是后续还需机加工艺的产品,难以保证加工成品了。

基于此,对于在Ti-6Al-4v基材上,熔覆TC4钛合金粉末,采用不同搭接率进行熔覆,测试熔覆层的成形质量。

采用BS-OFS-6000-M型激光器激光波长:1064nm;光斑宽度:3*20mm;

激光功率:1500w 线速度90mm/s:送粉速率:160r/min

分别进行20%、30%、40%、50%的搭接试验,试验后对以下四个方面的基本性能及耐磨性进行评估:

1)熔覆层形貌

当搭接率为20%时,各熔覆道之间凹陷明显,可视孔洞;

当搭接率为30%时,各熔覆道之间凹陷依然明显,但好于搭接率为20%时形成的熔覆道;

当搭接率为40%时,各熔覆道之间趋于平稳;

当搭接率为50%时,熔覆层表面高度一致,无孔洞;

2)硬度测试

对上述四种搭接的熔覆层进行取样,测试其维氏硬度,硬度区间在HV500-550之间,基本区域一致

3)金相组织分析

熔覆层组织内部存在α相钛,随着搭接率的变化,组织变化不大;

熔覆层内部晶粒远远小于基材晶粒尺寸,随着搭接率从20%到50%的增加,内部晶粒的结晶度逐步提高,晶格变大;熔覆层自下而上的针状组织长度逐渐变短,在熔覆层中部,尺寸细小且致密,在熔覆层顶部,晶粒尺寸较大。

4)中性盐雾试验

在3.5%的NaCl溶液中,室温条件下,50%搭接率的熔覆层自腐蚀电位最高,腐蚀电流最低,极化电阻最大,可以看出,其耐腐蚀性最好。

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