不同搭接率對(duì)鈦合金TC4激光熔覆層耐腐蝕、耐磨性能的影響(一)
2024-11-08 來自: 西安必盛激光科技有限公司
搭接率指的是在激光熔覆過程中,無(wú)論是方光斑還是圓光斑,熔覆寬度都是有限的,故在進(jìn)行表面熔覆時(shí),經(jīng)常會(huì)通過一層層疊加的方式進(jìn)行遞進(jìn)式熔覆。相鄰兩個(gè)熔覆道之間的重疊部分,即為搭接部分,其所占熔覆寬度的比例,就是搭接率。搭接率直接影響熔覆層的形貌、組織與性能。
當(dāng)熔覆層的搭接率過高時(shí),容易造成合金粉末的浪費(fèi);搭接率非常低時(shí),熔覆層質(zhì)量差,容易產(chǎn)生孔洞,表面高低粗糙且不一致,尤其是后續(xù)還需機(jī)加工藝的產(chǎn)品,難以保證加工成品了。
基于此,對(duì)于在Ti-6Al-4v基材上,熔覆TC4鈦合金粉末,采用不同搭接率進(jìn)行熔覆,測(cè)試熔覆層的成形質(zhì)量。
采用BS-OFS-6000-M型激光器;激光波長(zhǎng):1064nm;光斑寬度:3*20mm;
激光功率:1500w 線速度90mm/s:送粉速率:160r/min
分別進(jìn)行20%、30%、40%、50%的搭接試驗(yàn),試驗(yàn)后對(duì)以下四個(gè)方面的基本性能及耐磨性進(jìn)行評(píng)估:
1)熔覆層形貌
當(dāng)搭接率為20%時(shí),各熔覆道之間凹陷明顯,可視孔洞;
當(dāng)搭接率為30%時(shí),各熔覆道之間凹陷依然明顯,但好于搭接率為20%時(shí)形成的熔覆道;
當(dāng)搭接率為40%時(shí),各熔覆道之間趨于平穩(wěn);
當(dāng)搭接率為50%時(shí),熔覆層表面高度一致,無(wú)孔洞;
2)硬度測(cè)試
對(duì)上述四種搭接的熔覆層進(jìn)行取樣,測(cè)試其維氏硬度,硬度區(qū)間在HV500-550之間,基本區(qū)域一致
3)金相組織分析
熔覆層組織內(nèi)部存在α相鈦,隨著搭接率的變化,組織變化不大;
熔覆層內(nèi)部晶粒遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基材晶粒尺寸,隨著搭接率從20%到50%的增加,內(nèi)部晶粒的結(jié)晶度逐步提高,晶格變大;熔覆層自下而上的針狀組織長(zhǎng)度逐漸變短,在熔覆層中部,尺寸細(xì)小且致密,在熔覆層頂部,晶粒尺寸較大。
4)中性鹽霧試驗(yàn)
在3.5%的NaCl溶液中,室溫條件下,50%搭接率的熔覆層自腐蝕電位最高,腐蝕電流最低,極化電阻最大,可以看出,其耐腐蝕性最好。
高功率激光表面處理設(shè)備
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