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激光熔覆钛合金研究现状与展望

2025-08-15张炳林鲍家杰

浙江工贸职业技术学院学报 2025年2期
关键词:钛合金基体磨损

中图分类号:TG174.4;TN249 文献标志码:A 文章编号:1672-0105(2025)02-0058-06

Research Status and Prospect of Laser Cladding Titanium Alloys

ZHANGBinglin,BAOJiajie (ZhejiangIndustryamp; Trade Vocational College,Wenzhou 325oo3,China)

Abstract:Titanium alloyis animportant choice for lightweight materials becauseof itsexcelent properties,butits development isrestrictedduetopoorsurface wearresistance.Lasercladdngtechnologyisanimportant method toimproethe surfacepropertiesoftitanumallys withadvantagessuchashighmtalurgicalbondingstrengthandcontrollble fmingproperties. Inthispaper,thelatestresearchdevelopmentsinpreparingtitanumaloycladdingvialasecaddingtechnologyaresummarized.The results of process parameteroptimizationandpowder materalselectionareanalyzed,revealingthatlaserpowerandsaingsped significantlyafectcladdngperformance.Furthermore,themechanismsunderlying improvements inwearresistanceandcorrosion resistancearedisussed,dmonstratingthatlasercadngeffectivelyeancesufacepropertistroughmetalurgcalodngand microstructure refinement. Finally, current challenges are addressed,and future development trends are predicted.

eywords: laser cladding; titanium alloy; material design; parameter optimization

钛合金凭借其出色的比强度特性,在要求轻量化和高强度的工程应用中呈现出显著优势,正日益成为航空航天、汽车及船舶制造等多个高端装备领域的核心材料[1-2]。但是钛合金在特定工作环境下的耐磨性能表现不佳,成为制约其应用范围进一步拓展的关键因素。尤其是在高温服役环境下,钛合金展现出的抗氧化及耐磨性能上的不足,显著缩短了其使用寿命。表面改性技术可以通过增强表面性能的同时保持钛合金原有的高比强度,因而成为解决上述问题的关键方法。而传统的表面改性技术因受到一系列问题的制约而无法得到广泛应用,如电镀结合强度较低,喷丸强化难以形成均匀强化层,电子束加工需要真空环境限制且设备成本较高[3-4]。激光熔覆相比于上述方法具备冶金结合强度高、快速冷却凝固使微观结构致密均匀、加工工艺成本较低以及成型性能可调控等优势[5-。因此国内外学者重点围绕使用激光熔覆技术提高钛合金表面的耐磨耐蚀性能开展研究,从而延长钛合金的服役寿命,进一步扩展钛合金的应用范围。当前研究的焦点,主要在激光熔覆工艺的精细化调控以及材料系统的优化设计上,力求通过这些途径显著提升覆层的综合性能。

一、激光熔覆原理

激光熔覆的填料方式主要有预置放粉和同步送粉两种方式。预置放粉法,具有工艺流程较为简单、粉末厚度均匀、结合强度较高等优点,但存在生产效率低、不易于实现自动化与智能化生产、材料烧损相对严重以及气孔裂纹较多等缺点。……

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