钛合金表面半导体激光气体氮化涂层的性能研究

摘要：

目的 提升钛合金(TC4)叶片表面性能,解决失效问题.方法 实验采用激光局部气体氮化工艺代替传统氮化工艺,利用2 kW柔性光纤耦合半导体激光器在钛合金(TC4)基体表面采用气体氮化的方法制备TiN表面改性层.采用摩擦磨损试验机和改制的汽蚀装置分别测试了氮化层与基体(TC4)的耐磨性与抗汽蚀性能.结果 摩擦磨损实验后,激光氮化层的质量损失为2.3 mg,基体TC4的质量损失为20.2 mg,激光氮化层的损失质量为基体TC4的11.3％,激光氮化层抗磨损性能相较基体TC4提高了7倍.TC4基体汽蚀损失的质量为4.08 mg,而氮化层的质量损失为1.13 mg,氮化层的抗汽蚀性能比基体提高了2.61倍.结论 采用半导体激光气体氮化钛合金叶片能够得到分布着大量TiN枝晶的氮化层,提高表面耐磨损性能,氮化层中的TiN枝晶构成的网篮状组织对其表面抗汽蚀性能也有所提高.

关键词：钛合金、激光气体氮化、半导体激光器、耐磨性性能、抗汽蚀性能、表面改性

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分类号：TG174.44(金属学与热处理)

资助基金：郑州市科技计划项目20150483;河南省高等学校重点科研项目15A460038;中国纺织工业联合会科技指导性项目计划2016085Zhengzhou Science and Technology Project 20150483;The Key Scientific Research Project for Colleges and Universities of Henan Province 15A460038;Science and Technology Project for China National Textile and Apparel Council2016085

在线出版日期：2016-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：201-206