[发明专利]一种在Ti-6Al-4V合金表面形成颗粒与短纤维梯度结构的制备方法

摘要

一种在Ti-6Al-4V合金表面形成颗粒与短纤维梯度结构的制备方法，解决被处理表面成型差、裂纹敏感性大、表面层薄、表层易脱落及难以形成梯度结构等问题。首先TiB₂粉末和Ti粉末混合均匀并预置在Ti-6Al-4V表面；接下来把试样预热到300～350℃，并保持温度稳定；最后采用光纤激光器在Ti-6Al-4V合金表面制备复合涂层。该复合涂层厚度达到1.5毫米以上，组织致密，无气孔和裂纹，与Ti6Al-4V合金呈良好的冶金结合；复合涂层从表至内表现为颗粒数量逐渐减少，而短纤维数量逐渐增多，并且短纤维的长径比可达到10倍以上。本发明通过改善材料表面层的结构分布来提高材料整体的综合性能，从而提高材料的使用寿命。

主权项

一种在Ti‑6Al‑4V合金表面形成颗粒与短纤维梯度结构涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对Ti‑6Al‑4V合金表面用砂纸打磨、除锈、除油，得到平整光洁的表面；(2)将TiB₂和Ti粉末按照配比进行机械混合，TiB₂和Ti粉末质量比例为3:2；并与2123酚醛树脂充分混合，并调和成均匀膏状，酚醛树脂是TiB₂和Ti总质量的2％～3％；膏状物预先涂覆在待加工的Ti‑6Al‑4V表面，预置层厚度为0.5～0.6mm，然后置于干燥箱烘干15～20h备用，烘干温度为100～150℃；(3)在加工前，采用加热炉将预置后的Ti‑6Al‑4V合金进行预热到300～350℃,并保持温度稳定；(4)采用热源对Ti‑6Al‑4V表面预置层进行加工；热源为光纤维激光器，工艺参数为：激光功率为2.4～2.6kW，扫描速度为5.5～6.5mm/s；光斑直径为5×5mm,氩气流量为10～15L/min。