CN114196951A - 一种tc4钛合金表面强化方法 - Google Patents

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杜治华
阳义
黎作瑜
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Chengdu Qingshi Laser Technology Co ltd
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Chengdu Qingshi Laser Technology Co ltd
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides

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Abstract

本发明公开了一种TC4钛合金表面强化方法，涉及TC4钛合金表面处理领域，解决现有强化方法难以对磨损的TC4钛合金零件进行强化的技术问题，包括前处理、配置过渡层粉末、配置耐磨层粉末、熔覆过渡层和熔覆耐磨层五步，本发明具有使用范围广的优点。

Description

一种TC4钛合金表面强化方法
技术领域
本发明涉及TC4钛合金表面处理技术领域，更具体的是涉及TC4钛合金表面强化方法技术领域。
背景技术
TC4钛合金具有良好的耐蚀性、密度小、比强度高、韧性较好和焊接性好的特点，所以常把TC4钛合金制成的零件应用在高温和强腐蚀等环境恶劣的工作场景中。
由于TC4钛合金不但表面硬度差，而且抗磨性差，长期工作在恶劣环境中的TC4钛合金零件容易因为碰撞、强腐蚀和高温氧化等原因受到伤害，导致其表面和装配面出现磨损，甚至造成零件报废。
TC4合金零件出现磨损之后，需要对出现磨损的位置进行修复和强化，现有的强化方法主要有离子注入、等离子喷涂、气相沉积和化学镀等，上述强化方法存在以下缺陷：
(1)难以修复已经磨损的零件，只能对新品零件进行一定程度的表面强化，强化的耐磨层极薄，难以在恶劣环境中长期工作；
(2)结合强度较低。
由于以上缺陷，导致现有的强化方法难以实现对TC4钛合金零件的修复和强化。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种TC4钛合金表面强化方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种TC4钛合金表面强化方法，包括如下步骤：
(1)前处理：将TC4钛合金零件的表面氧化物和污物清理干净；
(2)配置过渡层粉末：把自熔合金粉末和陶瓷粉末混合均匀，烘干之后得到过渡层粉末，备用；
(3)配置耐磨层粉末：把TC4钛合金粉末和陶瓷粉末混合均匀，烘干之后得到耐磨层粉末，备用；
(4)熔覆过渡层：通过激光熔覆的方式把过渡层粉末熔覆到TC4钛合金零件的待强化位置，形成过渡层；
(5)熔覆耐磨层：通过激光熔覆的方式把耐磨层熔覆到过渡层表面，形成耐磨层。
进一步地，步骤(4)中，激光熔覆的工艺参数为：激光功率1400W，光斑直径为2mm，扫描速度为15mm/s，送粉量为10.25g/min，搭接率为50％。
进一步地，步骤(5)中，激光熔覆的工艺参数为：激光功率1700W，光斑直径为2mm，扫描速度为11mm/s，送粉量为8.28g/min，搭接率为50％。
进一步地，步骤(2)中，自熔合金粉末和陶瓷粉末按照重量比4:1配置。
进一步地，步骤(4)中，过渡层的厚度为0.5mm。
进一步地，步骤(3)中，TC4钛合金粉末和陶瓷粉末按照重量比1:1配置。
进一步地，步骤(5)中，耐磨层的厚度为1mm。
进一步地，步骤(4)和(5)中，陶瓷粉末为Wc陶瓷粉末。
进一步地，自熔合金粉末为镍基自熔合金、钴基自熔合金、铜基自熔合金、钛基自熔合金、钨基自熔合金、铝基自熔合金、锡基自熔合金、银基自熔合金和铁基自熔合金的任意一种或混合物。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明既能用于新品零件的强化，也能用于报废零件的修复，使用范围广，能够有效降低成本；
(2)过渡层的自熔合金和TC4钛合金零件之间冶金结合，过渡层和耐磨层之间冶金结合，有效增强了耐磨层的结合力；
(3)由于自熔合金具有良好的润湿能力，使得耐磨层不会产生裂纹；
(4)耐磨层较离子注入、等离子喷涂、气相沉积和化学镀等强化方法制造的强化层更厚，能在恶劣环境中工作更长时间，避免零件的频繁更换，提高了生产效率；
(5)激光熔覆的热输入小，有效降低了TC4钛合金零件的变形，有利于零件的修复；
(6)激光熔覆具有强化效率高和操作简单的优点。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种TC4钛合金表面强化方法，包括如下步骤：
(1)前处理：将TC4钛合金零件的表面氧化物和污物清理干净；
(2)配置过渡层粉末：把自熔合金粉末和陶瓷粉末混合均匀，自熔合金粉末和陶瓷粉末按照重量比4:1配置，烘干之后得到过渡层粉末，备用；
(3)配置耐磨层粉末：把TC4钛合金粉末和陶瓷粉末混合均匀，TC4钛合金粉末和陶瓷粉末按照重量比1:1配置，烘干之后得到耐磨层粉末，备用；
(4)熔覆过渡层：通过激光熔覆的方式把过渡层粉末熔覆到TC4钛合金零件的待强化位置，形成厚度为0.5mm的过渡层，激光熔覆的工艺参数为：激光功率1400W，光斑直径为2mm，扫描速度为15mm/s，送粉量为10.25g/min，搭接率为50％；
(5)熔覆耐磨层：通过激光熔覆的方式把耐磨层熔覆到过渡层表面，形成厚度为1mm的耐磨层，激光熔覆的工艺参数为：激光功率1700W，光斑直径为2mm，扫描速度为11mm/s，送粉量为8.28g/min，搭接率为50％。
具体的，步骤(4)和(5)中，激光熔覆采用功率为4000W的半导体光纤耦合激光器进行。

Claims (7)

1.一种TC4钛合金表面强化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)前处理：将TC4钛合金零件的表面氧化物和污物清理干净；
(2)配置过渡层粉末：把自熔合金粉末和陶瓷粉末混合均匀，烘干之后得到过渡层粉末，备用；
(3)配置耐磨层粉末：把TC4钛合金粉末和陶瓷粉末混合均匀，烘干之后得到耐磨层粉末，备用；
(4)熔覆过渡层：通过激光熔覆的方式把过渡层粉末熔覆到TC4钛合金零件的待强化位置，形成过渡层；
(5)熔覆耐磨层：通过激光熔覆的方式把耐磨层熔覆到过渡层表面，形成耐磨层。
2.根据权利要求1所述的一种TC4钛合金表面强化方法，其特征在于，步骤(4)中，激光熔覆的工艺参数为：激光功率1400W，光斑直径为2mm，扫描速度为15mm/s，送粉量为10.25g/min，搭接率为50％。
3.根据权利要求1所述的一种TC4钛合金表面强化方法，其特征在于，步骤(5)中，激光熔覆的工艺参数为：激光功率1700W，光斑直径为2mm，扫描速度为11mm/s，送粉量为8.28g/min，搭接率为50％。
4.根据权利要求1所述的一种TC4钛合金表面强化方法，其特征在于，步骤(2)中，自熔合金粉末和陶瓷粉末按照重量比4:1配置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种TC4钛合金表面强化方法，其特征在于，步骤(4)中，过渡层的厚度为0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种TC4钛合金表面强化方法，其特征在于，步骤(3)中，TC4钛合金粉末和陶瓷粉末按照重量比1:1配置。
7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的一种TC4钛合金表面强化方法，其特征在于，步骤(5)中，耐磨层的厚度为1mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116732510A (zh) * 2023-06-08 2023-09-12 帕诺瓦智能科技(苏州)有限公司 一种在铝合金表面制备铜基熔覆层的方法及其复合材料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100047434A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Biomet Manufacturing Corp. Fabrication of monolithic zones on porous scaffold
US20180180125A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Hyundai America Technical Center, Inc Cold spray laser coated of iron/aluminum brake discs
CN110076340A (zh) * 2019-05-16 2019-08-02 南京尚吉增材制造研究院有限公司 钛合金连续梯度耐高温涂层及其制备方法
CN111112619A (zh) * 2020-01-10 2020-05-08 大连理工大学 一种超声辅助激光增材制造二维钛基功能梯度材料的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100047434A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Biomet Manufacturing Corp. Fabrication of monolithic zones on porous scaffold
US20180180125A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Hyundai America Technical Center, Inc Cold spray laser coated of iron/aluminum brake discs
CN110076340A (zh) * 2019-05-16 2019-08-02 南京尚吉增材制造研究院有限公司 钛合金连续梯度耐高温涂层及其制备方法
CN111112619A (zh) * 2020-01-10 2020-05-08 大连理工大学 一种超声辅助激光增材制造二维钛基功能梯度材料的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116732510A (zh) * 2023-06-08 2023-09-12 帕诺瓦智能科技(苏州)有限公司 一种在铝合金表面制备铜基熔覆层的方法及其复合材料
CN116732510B (zh) * 2023-06-08 2024-05-03 帕诺瓦智能科技(苏州)有限公司 一种在铝合金表面制备铜基熔覆层的方法及其复合材料

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