为提升深松铲的使用寿命,在TC4钛合金板表面进行激光熔覆实验, 以钴基合金粉末与不同质量分数的AZ91D镁合金混合粉末为熔覆材料, 采用Nd: YAG激光加工系统。通过观察熔覆层宏观形貌、检测显微组织和显微硬度, 分析不同质量比例的镁钴合金对熔覆层形貌、显微硬度等影响, 并用晶格结构理论分析了熔覆层结构机理。试验得知, 当镁钴合金粉末的质量比例为1∶300时, 取得良好的熔覆效果。结果表明: 涂层与基体形成冶金结合, 熔覆层显微硬度最高可达862.2 HV, 可以提升深松铲的使用寿命。

为了提升TC4表面摩擦学性能,利用通快4002同轴送粉光纤激光器,在TC4表面制备了TC4+Ni60+Ni-MoS2多元复合自润滑耐磨涂层,并分析研究了涂层组织和摩擦学性能。结果表明,熔覆层中无裂纹产生,但存在少量气孔缺陷,涂层生成相主要包括TiC、Ti2Ni、Ti2SC以及α-Ti;各生成相在涂层中的分布均匀致密,其中Ti2SC与Ti2Ni形成了Ti2SC-Ti2Ni镶嵌结构复合相, (001 )Ti2Ni晶面与 (01 1ˉ0 )Ti2SC晶面间的错配度为3.18%,两相形成了共格界面关系;涂层的显微硬度较基材得到显著提高,Ti2SC-Ti2Ni镶嵌结构复合相有效改善了涂层的减摩、耐磨性能,涂层磨损机制为磨粒磨损。

通过激光熔覆技术在Ti811钛合金表面制备了Ti基复合涂层, 研究了涂层的物相组成、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能, 分析了TiB2-TiC复合镶嵌结构的形成机理。结果表明：涂层主要由增强相TiC和TiB2、金属间化合物Ti2Ni以及基底α-Ti组成; TiB2的(0001)面和TiC的(111)面之间的错配度仅为1.057%, TiB2可以作为TiC最有效的异质形核的核心, 形成TiB2-TiC复合结构; 弥散强化、固溶强化和细晶强化效应使得涂层的显微硬度可达617 HV, 为Ti811钛合金的1.62倍; 涂层具有良好的摩擦磨损性能, 磨损体积、磨损深度和平均摩擦因数分别为175×10-3 mm3、80.13 μm和0.39, 磨损体积较基体约下降了26%。