论文摘要：激光熔覆TiC增强Ti-Ni-Si金属硅化物涂层组织与耐磨性

磨损是材料失效最常见的方式之一，它引起材料的损失和能源的巨大消耗。在石油化工、矿山、冶金以及航空航天等机械装备中大量机械运动副零部件在重载等环境中承受强烈摩擦磨损作用，要求材料须具有优异的耐磨性能。而磨损过程一般都是从零件表面开始的，因此利用表面技术制备具有高硬度、高耐磨性能的涂层材料十分必要。金属硅化物作为一类金属间化合物，它具有熔点高、密度低、高弹性模量、抗氧化和蠕变等优异性能，并且表现出了优异的耐磨损性能。TiC颗粒具有熔点高（~3100℃）、硬度高（HV3200）、低密度、低摩擦系数、热稳定性能好和化学稳定性好等特点，广泛作为耐磨材料中的增强相。因此，以TiC作为增强相，以Ti-Ni-Si金属硅化物作为基体的TiC/(Ti-Ni-Si)复合材料涂层，有望成为一种具有优良耐磨性能的新型耐磨材料。据此，本文利用激光熔覆技术，在TA15钛合金表面制备出由碳化物TiC、三元金属硅化物Ti2Ni3Si、金属间化合物NiTi和Ti2Ni组成的新型耐磨涂层材料。利用X射线衍射法（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）等方法分析了涂层的显微组织，在室温干滑动磨损和二体磨粒磨损条件下测试了涂层的耐磨性能，研究了TiC含量对TiC/(Ti-Ni-Si)金属间化合物耐磨涂层显微组织、涂层硬度、室温干滑动磨损和二体磨粒磨损性能和磨损机理的影响。结果表明：（1） 激光熔覆TiC/(Ti-Ni-Si)复合材料耐磨涂层主要由树枝状TiC增强相、金属硅化物Ti2Ni3Si、金属间化合物NiTi和Ti2Ni组成，强化相TiC呈树枝状弥散分布于Ti2Ni3Si、NiTi和Ti2Ni组成的基体上。（2）激光熔覆TiC/(Ti-Ni-Si)复合材料耐磨涂层显微硬度较高（平均硬度均在HV750以上）并随着TiC含量的增加而增加。（3）在室温干滑动磨损试验条件下，激光熔覆TiC/(Ti-Ni-Si)复合材料耐磨涂层具有优良的耐磨性能，在磨损过程中TiC/(Ti-Ni-Si)涂层表面形成保护涂层磨损表面的转移附着层。磨损机制为粘着磨损。随着涂层中TiC质量分数的增加，涂层的耐磨性相应提高；随着载荷增加，涂层磨损量缓慢增加，表现出较低的磨损载荷敏感性。（4）在二体磨粒磨损试验条件下，激光熔覆TiC/(Ti-Ni-Si)复合材料耐磨涂层具有优良的磨损性能，其主要磨损机理是轻微的显微切削和擦划。这主要归功于碳化物TiC的高硬度和Ti2Ni3Si的高硬度、高弹性模量。随着涂层中TiC质量分数的增加，涂层的硬度提高，磨损量有所降低；随着磨粒粒度的增加，涂层磨损量均略有增加。且随着磨粒粒度的增加，磨损率加快。

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