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铝合金因具有密度小、比强度和比刚度高、易切削加工等优异性能,在航空航天、汽车运输及动力机械行业中得到了广泛应用。但铝合金低的强、硬度和差的耐磨性在很大程度上限制了其性能的充分发挥,使其应用范围受到较大的制约。
本文采用激光熔覆技术在AA6063铝合金表面制备了Al3Ti涂层和TiC/Al3Ti复合材料涂层,以期提高铝合金表面的力学性能及腐蚀性能。综合应用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计等手段对溶覆层的质量、组织形态、物相结构、硬度及电化学腐蚀性能进行了系统的分析研究。
研究结果表明,采用合适的激光工艺参数和氩气保护,可以在铝合金表面获得致密的、且与基体呈良好冶金结合的Al3Ti涂层和TiC/Al3Ti复合材料涂层。Al3Ti涂层显微组织主要由金属间化合物Al3Ti和α-Al两相组成,TiC/Al3Ti复合材料涂层的显微组织主要由Al3Ti、TiC和α-Al相组成。在Al3Ti涂层和TiC/Al3Ti复合材料涂层中,随与表面距离的增加,Al3Ti的树枝晶组织尺寸逐渐增大。在TiC/Al3Ti复合材料涂层中TiC颗粒的分布比较均匀,且TiC颗粒在激光熔覆过程中没有发生熔解。由于TiC颗粒的弥散强化、析出了Al3Ti增强相及激光快速加热快速冷却造成的细晶强化等因素,激光熔覆层的硬度较基体有了显著的提高。Al3Ti涂层的硬度值高达500 HV;TiC/Al3Ti复合材料涂层的显微硬度较Al3Ti涂层又有明显提高,且随TiC含量的增加而提高。Al3Ti熔覆层的钝态电流密度约为AA6063基材的六分之一,并且随着熔覆层中TiC含量的增加,电流密度进一步降低,从而极大地提高了铝合金的抗腐蚀性能。