钛合金表面激光熔覆铜合金微观组织演化与界面性能OA

铜合金熔覆层因优异的导电性、耐磨性和耐腐蚀性等性能,在航空航天等领域具有广阔的应用前景。激光熔覆技术可实现与基体完全冶金结合的高性能熔覆层制备。采用激光熔覆技术在TC6钛合金表面制备KF320铜合金熔覆层,采用正交实验优化激光熔覆工艺,分析熔覆层及界面结合处的微观组织和硬度分布,并通过坡口拉伸性能测试评估熔覆界面的结合强度。结果表明:当能量输入为44~60 J/mm时,制备的钛合金KF320铝青铜熔覆层无宏观裂纹,成形致密性良好。熔覆层沿厚度方向呈现“平面晶区+成分过冷区”的双态区域组织,在距熔覆层顶部100μm处,主要由铜相组成,相成分为AlCu_(3)和Cu_(0.84)Al_(0.16),随着深度增加,β-Ti相含量逐渐升高,铜相区域的平均晶粒尺寸约1.96µm,β-Ti相的平均晶粒尺寸约16.4µm。在距熔覆界面10~20μm的熔覆层范围内原位形成致密化的Ti_(2)Cu金属间化合物过渡层。沿厚度方向的熔覆层显微硬度范围在300~375HV之间,其中在界面附近的硬度最高。拉伸结果表明:熔覆层/基材界面的平均抗拉强度达到312 MPa,断口形貌显示,断裂发生在界面,未见熔覆层内部或基材内部断裂现象。本工作为激光熔覆铜合金在钛合金基材上的熔覆层应用提供理论依据和技术支持。