TC4表面钛基激光熔覆层中WC熔解行为及摩擦学性能

WC是有效提升TC4合金表面摩擦学性能的熔覆合成材料之一，但其易在涂层中残留未熔颗粒，影响涂层的质量与性能。本研究采用同轴送粉激光熔覆技术，在TC4表面制备5%,10%和15%（质量分数/%）WC的TC4+WC钛基耐磨涂层，分析研究涂层的宏微观组织、显微硬度及摩擦学性能，重点揭示WC在熔池中的熔解和残留机制。结果表明：WC添加未影响涂层生成相种类，析出相主要包括原位TiC和基体相α-Ti、β-Ti，其中TiC与涂层中残留WC颗粒形成了共格包覆镶嵌结构相，阻止WC在熔池中的进一步熔解，导致WC在涂层中产生残留、团聚现象；WC添加量与涂层显微硬度呈正相关分布；随着材料体系中WC含量逐渐增加，涂层耐磨性能逐步提高，三个WC添加量涂层磨损率较TC4基材分别下降了约21.1%、38.2%和56.1%，但残留WC导致涂层摩擦磨损过程产生局部应力集中，摩擦学性能出现明显波动。