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激光熔覆是一个快速熔化和凝固的非平衡过程,制备涂层内部具有较大的残余应力、组织远离平衡态、在外力的诱导下易产生应力集中和微裂纹,严重限制激光熔覆涂层在实际工业上的应用。对激光熔覆涂层进行合适的热处理可以改善涂层组织、降低涂层残余应力、提高激光熔覆复合涂层服役寿命。本课题采用激光熔覆技术在TA2合金表面制备Ti-TiC-WS2钛基自润滑耐磨复合涂层,并对涂层进行不同时长和不同温度的热处理。系统地分析了热处理时长和温度对激光熔覆钛基自润滑耐磨复合涂层物相、显微组织、显微硬度、摩擦学性能及其磨损机理的影响。试验结果表明:在TA2合金表面采用激光熔覆技术制备的复合涂层无明显裂纹、气孔等缺陷,涂层与基体形成了良好的冶金结合。在500 ℃真空下对涂层进行1h和2h不同时长热处理,热处理前后涂层的主要物相均为:基体α-Ti、增强相(Ti,W)C1-x和TiC以及润滑相Ti2SC和TiS。相比未热处理涂层的显微硬度(1049.8 HV0.5),经过1h和2h热处理涂层的显微硬度(1143.3HV0.5和1162.7HV0.5)略有上升。滑动摩擦磨损试验条件下,经过1 h和2 h热处理涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.29和6.66×10-5mm3·N-1·m-1以及0.29和5.65×10-5mm3·N-1·m-1,滑动耐磨减摩相比于未热处理涂层(0.32和18.92×10-5mm3.N-1.m-1)得到改善。经过1 h和2h热处理涂层的磨损机理均主要表现为磨粒磨损,未热处理涂层的磨损机理主要为塑性变形和粘着磨损。微动磨损试验条件下,经过1h和2 h热处理涂层同样表现出良好的微动耐磨性,磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。将激光熔覆自润滑耐磨复合涂层分别在300 ℃、500 ℃和700 ℃进行1 h热处理以研究热处理温度对钛基自润滑耐磨复合涂层组织和力学性能的影响。相比于未热处理涂层,在300 ℃下热处理1 h涂层的物相组成与显微组织无明显变化,而经过500 ℃和700℃热处理1 h涂层中有硬质相(Ti,W)C1-x和润滑相Ti2SC析出。相比于未热处理涂层(1049.8 HVo.5),经过300 ℃热处理1 h涂层的显微硬度有所下降(980.7 HVo.5),而经过700 ℃热处理1 h涂层的显微硬度最高(1190.7 HV0.5)。滑动摩擦磨损试验条件下,经过300 ℃、500 ℃和700 ℃热处理涂层的摩擦系数和磨损率分别为:0.30和16.74× 1 0-5 mm3·N--1·m-1、0.29 和 6.66× 10-5 mm3·N-1·m-1 和 0.28 和 4.02× 10-5mm3·N-1· m-1。经过300℃热处理1h涂层由于显微硬度的降低,其耐磨性能并没有得到大幅度的提升,而经过700 ℃热处理1h涂层表现出较好的滑动耐磨减摩性能,其磨损机理主要为磨粒磨损。微动磨损试验条件下,经过700 ℃热处理1h涂层同样表现出优异的微动耐磨性能,其磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。