等离子熔敷Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层组织及性能研究

作     者：周咏霖 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘元富

授予年度：2014年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：等离子熔敷 复合材料涂层 显微组织结构 磨损 

摘      要：钛合金具有密度小,比强度、比刚度高,抗蚀性能优异等突出性能特点,被广泛应用于航空、航天、石油化工、造船等工业部门。然而,钛合金也存在摩擦系数大、易粘着、耐磨性低、难于润滑等缺点,严重限制了其作为摩擦副运动零部件的应用。针对这一现实情况,本文采用直流等离子弧熔敷技术对钛合金进行表面强化处理,用以提高其硬度、耐磨及抗蚀性能。 选择高纯氩气为工作和保护气体,分别以Ti-43Si-19Ni-38(wt.%), Ti-39Si-16Ni-45(wt.%)和Ti-28Si-13Ni-59(wt.%)混合合金粉末为原料,利用直流等离子熔敷技术在BT9钛合金基材表面分别制备了以金属间化合物NiTi2为基体主要组成相、含有不同体积分数的难熔金属硅化物Ti5Si3为初生相的金属间化合物复合材料涂层。 利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱分析了等离子熔敷Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层的相组成及显微组织结构,测试了涂层的硬度梯度分布。结果表明：涂层组织致密、均匀细小,与基材之间呈良好的冶金结合;涂层硬度较基材明显提高,且随着增强相Ti5Si3体积分数越高,涂层硬度越大。 进行了室温干摩擦滑动磨损试验,结果表明：等离子熔敷Ti5Si3增强金属间化合物耐磨复合材料涂层在室温干摩擦滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性及较低的摩擦系数,磨损失重很低,且随载荷增大,涂层磨损失重增加十分缓慢。