不同載荷下鈦合金激光熔覆Ni60 h-BN自潤滑耐磨復合涂層的摩擦學性能

不同載荷下鈦合金激光熔覆Ni60h-BN自潤滑耐磨復合涂層的摩擦學性能摘要：本文將鈦合金表面激光熔覆Ni60h-BN自潤滑耐磨復合涂層，評估其不同載荷下的摩擦學性能。研究結果表明，在低載荷下，涂層的摩擦系數(shù)低于無涂覆的鈦合金表面，隨著載荷的增加，摩擦系數(shù)逐漸升高。同時，涂層的磨損量較低，表明其具有優(yōu)異的耐磨性能。本研究證明了Ni60h-BN復合涂層是減小鈦合金表面摩擦損傷的有效方法。

關鍵詞：鈦合金；激光熔覆；Ni60h-BN；自潤滑；耐磨

Introduction

鈦合金作為一種重要的結構材料，廣泛應用于飛機制造、醫(yī)療器械、汽車工業(yè)等領域。由于其低密度、高強度等特點，鈦合金往往作為關鍵零件材料，承受著重要的機械載荷。同時，由于其表面易產(chǎn)生磨損和摩擦損傷，因此鈦合金表面涂覆復合涂層具有重要的應用價值。

本文采用激光熔覆技術，在鈦合金表面涂覆Ni60h-BN復合涂層，旨在評估其不同載荷下的摩擦學性能，并探究其耐磨性能。

Experimental

實驗采用鈦合金板作為基底材料，使用激光熔覆技術，在其表面涂覆Ni60h-BN復合涂層。在摩擦試驗中，采用球盤式摩擦試驗機對不同載荷下的涂覆鈦合金表面和未涂覆鈦合金表面進行測試，分析其摩擦學性能。同時，利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察試樣表面形貌，并運用X射線衍射（XRD）和磨損重量法測定鋁基復合材料的化學成分和磨損量。

ResultsandDiscussion

（1）摩擦系數(shù)

圖1展示了不同載荷下涂覆鈦合金表面和未涂覆鈦合金表面的摩擦系數(shù)?？梢钥闯觯诘洼d荷下，涂層的摩擦系數(shù)明顯低于未涂覆的鈦合金表面，表明涂層具有優(yōu)異的自潤滑性能。但隨著載荷的增加，摩擦系數(shù)逐漸升高。這是因為涂層在高載荷下，難以保持其自潤滑性能，與試樣表面的真實接觸面積增加，從而導致摩擦系數(shù)上升。

（2）磨損率

圖2展示了不同載荷下涂覆和未涂覆鈦合金表面的磨損率。可以看出，無論在哪種載荷下，涂層的磨損率明顯低于未涂覆的鈦合金表面，表明涂層具有優(yōu)異的耐磨性能，可以保護鈦合金表面免受磨損的侵害。

Conclusion

本研究成功地利用激光熔覆技術，在鈦合金表面涂覆Ni60h-BN自潤滑耐磨復合涂層，并分析了其不同載荷下的摩擦學性能。結果表明，涂層具有優(yōu)異的自潤滑和耐磨性能，可以有效地減小鈦合金表面的摩擦損傷。因此，本研究提供了一種新的方法，用于改善鈦合金表面的性能以滿足實際應用需求。實際工程應用中，鈦合金表面的摩擦性能和耐磨性能是關鍵參數(shù)。然而，由于鈦合金的硬度高且表面易受磨損，因此提高其摩擦性能和耐磨性能一直是研究的重點。在本研究中，通過激光熔覆技術在鈦合金表面涂覆Ni60h-BN復合涂層，成功實現(xiàn)了提高鈦合金表面耐磨性和自潤滑性能的目的。

與傳統(tǒng)的鈦合金表面處理方法（如氮化、氧化等）相比，激光熔覆涂層具有許多優(yōu)點，如涂層性能可調控、涂層質量高、涂層厚度可控等。此外，Ni60h-BN復合涂層還具有優(yōu)異的耐磨性能和自潤滑性能，可以有效地防止鈦合金表面的磨損和摩擦損傷，提高其使用壽命和可靠性。因此，該研究為提高鈦合金表面性能、延長其使用壽命提供了一種新思路和技術路線。

在實際工程應用中，涂層的磨損和失效機制需要更深入地研究。此外，涂層的加工成本和涂層與基底材料的粘附力等問題，也需要進一步解決。未來，可以通過不斷改進制備工藝和優(yōu)化涂層結構等方法來提高涂層的性能穩(wěn)定性和可靠性，以滿足不同領域的實際應用需求。此外，還有許多其他方法可以提高鈦合金表面的性能。例如，通過化學表面處理、電化學制備、納米涂層等方法，可以改善鈦合金表面的耐磨性、抗腐蝕性、降低表面的摩擦系數(shù)、提高表面的潤滑性能等。不同的方法具有各自的優(yōu)缺點和適用范圍，選擇合適的表面處理方法需要考慮具體的應用需求和條件。

此外，鈦合金在航空、航天、汽車、醫(yī)療、體育器材等領域有廣泛的應用，鈦合金表面處理技術的發(fā)展也受到了越來越多的關注。在未來，可以通過開發(fā)新的材料、改進加工工藝、優(yōu)化表面處理方法等途徑來提高鈦合金表面的性能和實用性，為廣泛的應用領域提供更加可靠和高效的材料解決方案。除此之外，鈦合金表面處理技術也可以與其他技術相結合，形成復合表面處理方案，從而進一步提高鈦合金材料的性能。例如，通過在鈦合金表面制備納米涂層，然后在涂層上進行電解拋光，可以進一步降低表面的摩擦系數(shù)和磨損率，并且表面的光潔度和穩(wěn)定性也得到了顯著提高。此外，通過在鈦合金表面覆蓋金屬離子（如Ag、Cu、Au等），可以實現(xiàn)抗菌、抗污染等功能，延長鈦合金的使用壽命和保持外觀光潔度。這種復合表面處理技術相對單一的表面處理技術更具有可塑性和實用性，也更能滿足不同領域客戶的需求。

最近年來，高熵合金材料也逐漸成為研究熱點，高熵合金材料的主要特點是固溶體中含有5種或更多的元素，這使得其物理、化學性質都具有很高的復雜性。大量研究表明，高熵合金材料具有非常好的力學性能和耐熱性能，同時，與鈦合金相比，其強度、硬度更高，并且具有更小的晶粒大小和出色的高溫穩(wěn)定性。將高熵合金材料用于鈦合金表面處理中，有望進一步提高鈦合金材料的性能和實用性。

總之，隨著鈦合金表面處理技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，鈦合金材料將在更廣泛的領域中得到應用，并發(fā)揮更大的作用。我相信，未來繼續(xù)探索新材料、新工藝、新技術的發(fā)展，將為鈦合金表面處理技術帶來更多的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。此外，隨著生物醫(yī)學領域的發(fā)展，鈦合金表面處理技術也被廣泛應用于人工關節(jié)、人工牙齒等醫(yī)療設備制造中。鈦合金作為人工關節(jié)和人工牙齒的理想材料之一，具有生物相容性好、重量輕、強度高、耐腐蝕性強等優(yōu)點，在醫(yī)學領域中得到了廣泛的應用。通過表面處理技術，可以改善鈦合金材料的表面粗糙度、滲透性和防腐性等性能，降低其對生物體的刺激性，從而使其更加適合作為人體內(nèi)植入物的材料。

鈦合金表面處理技術在航空航天領域中也得到了廣泛應用。隨著航空航天科技的不斷進步，對材料的要求也越來越高。鈦合金作為高性能輕質金屬材料，其用途越來越廣泛。然而，在實際應用中，鈦合金表面的腐蝕和磨損等問題也隨之而來。通過表面處理技術，可以提高鈦合金材料在