基体硬度和热学性质对冷喷涂TC4钛合金涂层组织和力学性能的影响

曹聪聪¹，李文亚¹，杨康¹，李成新²，纪纲²

1. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西省摩擦焊接工程技术重点实验室2. 西安交通大学材料科学与工程学院

摘 要：钛合金蜂窝壁板在服役中受损急需修复,现有的修复手段以熔化焊为主,易导致严重冶金缺陷,而冷喷涂的相对低温可使此问题得以避免。采用冷喷涂在AA2024铝合金和TC4钛合金基体上制备了TC4钛合金涂层,借助SEM、XRD、维氏硬度试验、三点弯曲试验研究了基体硬度和热特性对涂层微观组织和力学性能的影响。结果表明,与AA2024基体相比,硬度较高、比热容和导热系数较低的TC4基体与TC4涂层间界面的起伏较小,颗粒表面温度较高,颗粒接触面形成宽度约为5μm的绝热剪切带,促进了冶金结合。因此,TC4基体表面冷喷涂涂层的孔隙率较低,沉积特性较好;涂层平均微观硬度较高,弯曲性能较好,断口平整,呈脆性断裂,未发生相变。本实验证实了通过喷涂修复钛合金构件的可行性。

关键词：冷喷涂;基体;硬度;比热容;导热系数;TC4钛合金涂层;沉积特性;孔隙率;微观组织;力学性能;