钛合金激光表面改性技术
突破了钛合金激光表面改性技术。钛合金具有密度低,比强度高,屈强比高,耐蚀性优异、高温力学性能优异、生物相容性好等突出性能特点,在航空、航天、船舶、兵器、石化、海洋、电力、生物医学工程等具有广阔的应用前景。但钛合金也存在着摩擦系数高、耐磨性低、易粘着、高温高速摩擦易燃(“钛火”)等固有缺点,严重限制了钛合金在航空发动机等先进国防装备中作为高温摩擦磨损运动副零部件的应用和钛合金优异力学性能潜力的发挥,由于摩擦、粘着、磨损、氧化等失效行为均起源于钛合金零件表面,因此,采用先进的表面工程技术,直接在钛合金零件表面制备一层有低摩擦系数、优异粘着磨损及磨料磨损性能、优异抗氧化性能、涂层同钛合金零件基材之问为牢固冶金结合、涂层性能及涂层厚度根据需要可灵活控制的特殊材料表面改性层,无疑是在保持钛合金固有性能优点的条件下,有效解决钛合金摩擦系数高、摩擦系数不稳定、室温耐磨性及高温耐磨性低、高温抗氧化性能低等固有性能缺点最有效的方法之一。
北京航空航天大学“激光材料加工制造技术实验室”,针对航空发动机等国防装备关键钛合金零部件的工作条件,近年来一直从事钛合金激光表面合金化及激光熔覆技术表面改性技术的研究及应用,成功研究出同时具有低摩擦系数、优异耐磨性能、NiTi2、Ti5Si3FFi2Ni3Si、Ti2Ni3Si、Cr3NisSi2/Crl3Ni5$i2等金属硅化物增强金属间化合物多功能高温耐磨耐蚀涂层新材料,使钛合金耐磨性大幅提高100~790倍之多、摩擦系数降低近50%,为钛合金在航空航天、海洋、石油化工等机械装备中作为摩擦磨损关键机械运动副零部件应用奠定了耐磨涂层材料与表面工程技术基础,部分成果已在高推重比航空发动机关键高温运动副零部件上得到应用。