本發(fā)明屬于金屬材料表面強(qiáng)化與改性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種陶瓷強(qiáng)化金屬基激光熔覆層及其制備工藝。

背景技術(shù)：

鈦合金具有比強(qiáng)度高、比模量高、耐蝕性好等優(yōu)點，在航空航天、國防工業(yè)、石油化工、海洋船泊、冶金、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用受到重視。但是鈦合金普遍存在硬度低、耐磨性差的缺點，在工業(yè)領(lǐng)域摩擦場合的應(yīng)用受到限制。

激光熔覆作為一種表面改性技術(shù)，也被用于鈦合金的表面強(qiáng)化與改性，成為提高鈦合金硬度、耐磨性和抗高溫氧化性等表面性能的有效途徑之一。

激光熔覆是利用高能激光束使熔覆粉末材料和基體材料金屬表面一薄層同時熔化，形成微小熔池，并隨著激光束的掃描快速凝固，獲得稀釋度較低，與基材呈現(xiàn)冶金結(jié)合的表面涂層。通過設(shè)計不同的熔覆材料體系，采用適宜的工藝參數(shù)進(jìn)行激光熔覆，可以制備出性能優(yōu)異的熔覆層，改善基體的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化性等表面性能。由于激光束能量密度較高，加熱冷卻速度較快，熔池存在時間短，易于獲得微觀組織細(xì)小、致密的熔覆層。

碳化硼(B₄C)的硬度僅次于金剛石和立方氮化硼，其超常的硬度，尤其是近似恒定的高溫強(qiáng)度，使B₄C成為最理想的高溫耐磨材料之一。在激光熔覆層中引入B₄C，可以極大提高基體表面硬度。但是，由于Ti與C、B元素的化學(xué)親和力較強(qiáng)，在熔覆過程中，B₄C容易與進(jìn)入熔池中的Ti發(fā)生反應(yīng)，生成Ti-C、Ti-B化合物，使得高硬度的B₄C難以在熔覆層中保留下來。鑒于此，本發(fā)明采用鎳包碳化硼(Ni@B₄C)進(jìn)行激光熔覆，并取得了較好的效果，為了改善熔覆工藝性，同時添加鎳基自熔性合金(Ni60A)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述不足，本發(fā)明提供一種陶瓷強(qiáng)化金屬基激光熔覆層。采用“金屬+陶瓷”復(fù)合材料體系，利用激光熔覆技術(shù)在鈦合金表面制備陶瓷強(qiáng)化金屬基復(fù)合涂層，將金屬材料的高塑韌性與陶瓷材料的高硬高強(qiáng)性結(jié)合起來，實現(xiàn)熔覆層的強(qiáng)韌性匹配，充分發(fā)揮熔覆層的潛能。本發(fā)明可通過靈活調(diào)整復(fù)合材料體系中各組分的配比，在合適的工藝下進(jìn)行激光熔覆，獲得性能優(yōu)異的熔覆層。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種陶瓷強(qiáng)化金屬基激光熔覆層，在鈦合金為基體上，以Ni60A鎳基合金粉末和鎳包B₄C(Ni@B₄C)為熔覆材料激光熔覆制備陶瓷強(qiáng)化金屬基激光熔覆層。

優(yōu)選的，所述熔覆材料中Ni60A鎳基合金粉末和鎳包B₄C(Ni@B₄C)的質(zhì)量百分比為：Ni60A 50～95％、Ni@B₄C 5～50％。

更優(yōu)選的，所述熔覆材料中Ni60A鎳基合金粉末和鎳包B₄C(Ni@B₄C)的質(zhì)量百分比為：Ni60A 70～90％、Ni@B₄C 10～30％。

優(yōu)選的，所述Ni60A鎳基合金粉末粒度為45μm～106μm。

優(yōu)選的，所述Ni@B₄C粒徑20μm～40μm。

優(yōu)選的，所述Ni@B₄C成分為40～60wt.％Ni+40～60wt.％B₄C。

更優(yōu)選的，所述Ni@B₄C成分為40wt.％Ni+60wt.％B₄C

優(yōu)選的，本發(fā)明用的Ni60A鎳基自熔性合金粉末的成分如表1所示。

表1 Ni60A鎳基自熔性合金粉末的化學(xué)成分(wt.％)

本發(fā)明還提供了一種陶瓷強(qiáng)化金屬基激光熔覆層的制備方法，包括：

1)將待處理的鈦合金基材表面清理干凈，去除表面氧化皮；

2)將熔覆材料混合均勻，預(yù)鋪在基材表面，進(jìn)行激光熔覆試驗，即得。

優(yōu)選的，所述激光熔覆試驗條件為激光器功率為0.5～3.5kW，掃描速度為200～700mm/min，光斑直徑為2.5～4.5mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為5～15L/min；

更優(yōu)選的，激光熔覆試驗條件為激光器功率為1.0～3.0kW，掃描速度為300～450mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10～15L/min。

優(yōu)選的，熔覆材料預(yù)鋪厚度為0.8～1.2mm。

本發(fā)明還提供了鎳包B₄C(Ni@B₄C)在制備鈦合金激光熔覆層中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果

(1)本發(fā)明使用Ni60A鎳基自熔性合金粉末，由于自熔性合金粉末中含有一定量的B、Si等脫氧造渣元素，可以有效抑制熔覆過程中熔池的氧化，減少涂層中的裂紋、氣孔等缺陷，改善涂層質(zhì)量與性能。Ni60A鎳基自熔性合金粉末在當(dāng)前應(yīng)用的鎳基自熔性合金中，硬度較高，含鎳量少，成本低。

(2)本發(fā)明采用“金屬+陶瓷”復(fù)合材料體系，利用激光熔覆技術(shù)在鈦合金表面制備陶瓷強(qiáng)化金屬基復(fù)合涂層，將金屬材料的高塑韌性與陶瓷材料的高硬高強(qiáng)性結(jié)合起來，實現(xiàn)熔覆層的強(qiáng)韌性匹配，充分發(fā)揮熔覆層的潛能。本發(fā)明可通過靈活調(diào)整復(fù)合材料體系中各組分的配比，在合適的工藝下進(jìn)行激光熔覆，獲得性能優(yōu)異的熔覆層。

(3)在鈦合金表面激光熔覆Ni60A鎳基自熔性合金粉末及Ni@B₄C陶瓷相，可形成γ-Ni固溶體相，并且Ni60A鎳基自熔性合金粉末中的Ni可與熔池中的Ti發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成Ti-Ni金屬間化合物；同時，部分Ni@B₄C中的B、C可與Ti發(fā)生反應(yīng)，生成TiB、TiB₂、TiC等硬質(zhì)，部分未參與反應(yīng)的B₄C也可作為熔覆層中的有效強(qiáng)化相，提高熔覆層的硬度與耐磨性能。此外，在磨損過程中，熔覆層中的B₄C可以氧化成氧化硼，因而起到優(yōu)異的減摩效果。本發(fā)明采用的Ni@B₄C中，Ni的含量低(40～60wt.％)，材料成本低，對熔覆的技術(shù)要求更高，在本發(fā)明的制備工藝下，獲得了較好的效果。

(4)本發(fā)明制備方法簡單、實用性強(qiáng)，易于推廣。

附圖說明

圖1激光熔覆層上部的微觀組織形貌(Ni60A+10wt.％Ni@B₄C)；

圖2實施例10、11的磨損失重圖；

圖3實施例10(a)和實施例11(b)熔覆層的XRD衍射圖譜；

圖4實施例10(a)和實施例11(b)熔覆層的磨痕形貌；

圖5實施例5、12、13的磨損失重圖。

具體實施方式

以下通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

本發(fā)明涉及的熔覆層性能測試方法：

(1)顯微硬度測試：采用DHV-1000型顯微硬度計測試熔覆層的顯微硬度，載荷200g，加載時間為10s，沿熔覆層的最大熔深方向由熔覆層表面至基材每隔0.1mm測定顯微硬度值，以分析熔覆層各個部位的顯微硬度分布特征。

(2)磨損試驗：用HT-1000型磨損試驗機(jī)來進(jìn)行磨損試驗，磨球選用Si₃N₄陶瓷磨球(Φ6mm)，轉(zhuǎn)速448r/min，摩擦半徑4～6mm，載荷為1.5kg，磨損試驗時間為30min。以單位時間的磨損失重量(g/min)表征熔覆層的耐磨性能。

磨損試驗完成后，用掃描電鏡觀察其磨損表面，研究其磨損機(jī)制。

下面結(jié)合具體實施例進(jìn)一步說明：

實施例1：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+10wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為1kW，掃描速度為300mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1200HV_0.2，磨損失重率為3.33×10^-5g/min。鈦合金基體硬度約為350～400HV_0.2，磨損失重率為4.27×10^-4g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與有了較大幅度的提高，耐磨性提高到鈦合金基體的12.82倍。

對熔覆層的微觀組織進(jìn)行觀察，結(jié)果表明，熔覆層組織致密無缺陷，且存在球形顆粒狀組織(圖1)，經(jīng)分析，為熔覆層中保留的B₄C顆粒，這些B₄C對提高熔覆層的耐磨性能十分有利。一方面，高硬度的B₄C可作為熔覆層中的有效強(qiáng)化相，提高熔覆層的硬度與耐磨性能；另一方面，在摩擦過程中，B₄C可與氧反應(yīng)生成氧化硼，也可起到一定的減摩作用。

實施例2：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+15wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為1kW，掃描速度為450mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

實施例3：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+20wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為1kW，掃描速度為600mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

實施例4：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+15wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為2kW，掃描速度為300mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1360HV_0.2，磨損失重率為2.5×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的17.08倍。

實施例5：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+20wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為2kW，掃描速度為450mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1400HV_0.2，磨損失重率為3.33×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的12.82倍。

實施例6：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+10wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為2kW，掃描速度為600mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1420HV_0.2，磨損失重率為3.0×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的14.23倍。

實施例7：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+20wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為3kW，掃描速度為300mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1550HV_0.2，磨損失重率為3.67×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的11.63倍。

實施例8：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+10wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為3kW，掃描速度為450mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1350HV_0.2，磨損失重率為5.0×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的14.23倍。

實施例9：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+15wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為3kW，掃描速度為600mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1400HV_0.2，磨損失重率為4.67×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的9.14倍。

實施例10：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+15wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為2kW，掃描速度為450mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為15L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1600HV_0.2，磨損失重率為2.0×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的21.35倍。

實施例11：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+15wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為3kW，掃描速度為450mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為15L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1350HV_0.2，磨損失重率為5.33×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的8.01倍。

對實施例10和實施例11中熔覆層的物相組成進(jìn)行分析，如圖3所示。結(jié)果表明，熔覆層中生成了γ-Ni、NiTi、TiB₂、TiC、Cr₂B、CrB、Ni₂B、Ni₃B、NiTi₂等物相。熔覆層中原位生成的多種物相形成復(fù)合強(qiáng)化效應(yīng)，有利于熔覆層耐磨性能的提高。

對磨痕形貌進(jìn)行觀察，如圖4所示。實施例10中(激光功率為2.0kW)，磨痕表面的犁溝較淺，僅出現(xiàn)少量附著的細(xì)小磨屑；實施例11中(激光功率為3.0kW)，磨痕表面出現(xiàn)了較大的塊狀剝落。由圖4可知，實施例11中熔覆層的組織粗化是其磨損失重較大的原因之一。

實施例12：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+20wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為2kW，掃描速度為300mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為10L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1300HV_0.2，磨損失重率為4.33×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的9.86倍。

實施例13：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+20wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為2kW，掃描速度為600mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為15L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1600HV_0.2，磨損失重率為3.0×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的14.23倍。

實施例14：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+30wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為3kW，掃描速度為450mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為15L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1650HV_0.2，磨損失重率為6.0×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的7.12倍。當(dāng)Ni@B₄C的添加量過多時，熔覆層中出現(xiàn)了氣孔，雖然熔覆層整體硬度較高，但是氣孔的出現(xiàn)不利于大幅改善熔覆層的耐磨性。

實施例15：

將鈦合金板材切成尺寸為20mm×10mm×10mm和25mm×25mm×10mm的塊狀樣品，后者用于磨損試驗，利用激光束將Ni60A+40wt.％Ni@B₄C混合粉末熔覆在其20mm×10mm和25mm×25mm面上。

具體工藝步驟如下：

1)用砂紙將待處理的基材表面清理干凈，去除表面氧化皮。

2)將熔覆材料混合均勻，利用自制夾具預(yù)鋪在基材表面，控制其厚度為0.8mm。

3)利用CO₂氣體激光器對步驟2)中準(zhǔn)備好的樣品進(jìn)行熔覆試驗，激光器功率為3kW，掃描速度為300mm/min，光斑直徑為3.0mm，熔覆過程中吹送氬氣保護(hù)熔池，氬氣流量為15L/min。

研究表明，該熔覆層的平均顯微硬度約為1600HV_0.2，磨損失重率為5.1×10^-5g/min。與鈦合金基體相比，熔覆層的硬度與耐磨性有了顯著提高，耐磨性提高到鈦合金基體的8.54倍。由于該實施例Ni@B₄C的添加量過多，熔覆層的表面質(zhì)量變差，出現(xiàn)了較多氣孔，涂層在磨損過程中剝落嚴(yán)重，耐磨性提高有限。

最后應(yīng)該說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。