977 / 2022-07-10 00:16:22

一种基于激光两步法制备Ti2AlC MAX相复合涂层的新方法

采用激光两步法（激光熔覆+激光热处理）在TC4基体上制备了高纯度的Ti₂AlC MAX相涂层，对激光热处理前后涂层的显微组织及物相进行分析，探究了复合涂层中MAX相的原位合成机理。结果表明：Al原子在激光熔覆涂层中的扩散导致形成以TiC为核、Ti₂AlC为壳的核壳结构。在激光热处理过程中，C和Al原子的扩散加剧，在扩散的影响下发生固溶体反应，产生两种MAX相结构。短杆状的MAX相由涂层基体直接析出，而块状的MAX相组织则是由于原子扩散而逐渐形成。在激光功率为1.2 kW、扫描速度为1 mm/s的条件下进行激光后处理后，所得涂层中Ti₂AlC MAX相的含量达到82.93 wt%，比激光熔覆涂层中的含量高73.75 wt%。激光热处理后涂层中增强相分布也变得更加致密，均匀，使得涂层的显微硬度分布也更加均匀，在激光功率为1.2kW时，可以获得最均匀的显微硬度分布，平均显微硬度值为467.5HV。因此，本文提出的激光两步法能够获得高纯度的MAX相涂层，为高效制备MAX相涂层及其结构提供了新途径，并且对探索高含量MAX相复合涂层的摩擦磨损性能提供了组织基础。