Ni-石墨含量對TC4鈦合金表面自潤滑耐磨熔覆層組織與摩擦學性能的影響

張?zhí)靹偅?波，張志強，劉亞楠，薛 鵬

(1 中國民航大學 航空工程學院，天津 300300；2 哈爾濱工業(yè)大學 機電工程學院，哈爾濱 150001；3 中國民航大學 工程技術(shù)訓練中心，天津 300300)

TC4鈦合金是航空發(fā)動機常用的一種重要結(jié)構(gòu)材料，其密度低、比強度高，在減輕發(fā)動機質(zhì)量、提升航空發(fā)動機瞬態(tài)響應等方面發(fā)揮了重要作用[1-3]。但TC4鈦合金摩擦因數(shù)高，在氣流沖蝕、高速氣動載荷等摩擦副環(huán)境較為苛刻的工況下，其服役安全性難以得到有效保證，因此提升TC4鈦合金表面綜合力學性能是民航安全領(lǐng)域普遍關(guān)注的重要課題[4-5]。

目前，激光熔覆已經(jīng)普遍用于TC4鈦合金表面復合功能涂層的制備，并取得了良好的效果[6-8]，如張?zhí)靹偟萚8]通過同軸送粉激光熔覆技術(shù)在TC4鈦合金表面制備的Ti2SC-Ti2Ni鑲嵌結(jié)構(gòu)相自潤滑耐磨涂層，使TC4鈦合金表面減摩、耐磨性能得到了顯著提升。石墨屬于P63/mmc六方晶系，具有典型的層狀結(jié)構(gòu)特征，相比MoS2,WS2等層狀結(jié)構(gòu)潤滑劑來說，石墨的化學穩(wěn)定性和耐高溫性更優(yōu)；h-BN同樣是一種常用層狀潤滑劑，與石墨具有相似的晶體結(jié)構(gòu)(六方晶系)及物化性能，但石墨熔點[9](3652 ℃)更高，且石墨溶解后提供的C溶質(zhì)是制備增強涂層的優(yōu)良原位合成元素。因此，石墨常被用于鈦合金、鎳基合金等多種合金材料表面自潤滑耐磨熔覆層的制備，并取得了良好的應用效果[10-12]。目前，在TC4鈦合金表面以石墨或鎳包石墨作為材料體系的激光熔覆層制備中，石墨作為添加劑的目的主要是原位增強相的合成以及石墨潤滑相的保留。……