[发明专利]一种含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，该自润滑耐磨涂层由熔覆材料在钛合金基材表面经同轴送粉激光熔覆技术制得，其特征在于：熔覆粉末按质量百分数记，包括作为基体合成材料的30wt.％TC4粉末、29～33wt.％的Ni60粉末、35wt.％的镍包石墨粉末和2～6wt.％的Y₂O₃粉末；钛合金基材为Ti-6Al-4V钛合金。

2.如权利要求1所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，其特征在于：所述TC4粉末粒度为45-105μm。

3.如权利要求2所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，其特征在于：所述TC4粉末的成分包括6.36wt.％Al，4.06wt.％V，0.0112wt.％N，0.05wt.％Fe，0.077wt.％O，余量为Ti。

4.如权利要求1所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，其特征在于：所述Ni60粉末粒度为40-100μm。

5.如权利要求4所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，其特征在于：所述Ni60粉末成分包括15.5wt.％Cr，3.5wt.％B，4.0wt.％Si，5.0wt.％Fe，3.0wt.％W，0.8wt.％C，余量为Ni。

6.如权利要求1所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，其特征在于：所述镍包石墨粉末粒度为30-100μm。

7.如权利要求6所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，其特征在于：所述镍包石墨的成分为75wt.％的镍和25wt.％的石墨。

8.如权利要求1所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层，其特征在于：所述Y₂O₃粉末粒度为10-60μm，粉末纯度99％。

9.如权利要求1-8任一项所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、钛合金基材待熔覆表面预处理：将钛合金待熔覆表面喷砂处理，以去除钛合金表面氧化皮并增加表面粗糙度，将喷砂处理后的基材置于无水乙醇中超声波清洗15min，清洗后放入真空干燥箱中待用；

S2、熔覆材料配置及前处理：将按比例配制的熔覆粉末置于球磨机中球磨12小时，将球磨后的熔覆粉末置于温度为80℃的真空干燥箱中恒温干燥10小时；

S3、激光熔覆制备自润滑耐磨涂层：将烘干的熔覆粉末放入送粉器，在氩气环境保护下使用TruDisk 4002光纤激光器在钛合金基材表面进行激光熔覆，熔覆粉末经高能激光辐照熔化凝固后形成自润滑耐磨涂层。

10.如权利要求9所述的含稀土的钛合金表面自润滑耐磨涂层的制备方法，其特征在于：S3中激光熔覆工艺参数为：激光功率1100W，扫描速度400mm/min，光斑直径3.0mm，送粉量2.4r/min，激光焦距16mm，多道搭接率50％，激光加工过程中采用氦气送粉，气体流速为7.0L/min，氩气保护，气体流速为11L/min。