● 摘要
泵轴作为泵类机械的关键零件之一，发生损坏后会造成重大经济损失与人身危害。45钢作为制造泵轴的常用材料之一，由于一般工作在潮湿的环境中，极易发生电化学腐蚀，从而严重影响泵轴的使用寿命。为了提高45钢泵轴表面耐蚀性能，利用大面积送粉激光熔覆技术，在45钢泵轴表面制备出与基体形成良好的冶金结合，组织细微致密，厚度为0.5mm，具有较强抗腐蚀性能的钛基复合材料。采用XRD、OM、SEM和EDS等技术对涂层的显微组织进行测试并分析；利用洛氏硬度仪及显微硬度仪测试涂层的宏观、微观硬度，并对结果进行分析；采用失重法和阳极极化试验考察涂层和基体材料的耐腐蚀性能，并对两者的耐蚀性能进行对比分析。试验结果表明：激光熔覆TA15合金涂层内部组织细小、致密、无气孔，但存在稀释率偏高、有少量裂纹和未熔粉末夹杂物等问题。涂层上部主要由α-Ti和α-Fe两相组成，中部主要由Fe2Ti、α-Fe、α-Ti三相组成，下部组织是较为单一的Ti过饱和α-Fe基固溶体枝晶。涂层表面宏观硬度较为均匀，在75HRC左右浮动。涂层的微观硬度从表面至下方呈减小趋势，但涂层上部和中下部微观硬度相差不大，是基材的4—5倍。热影响区微观硬度同涂层相比有一定差距，但和基材相比提高了2倍左右。激光熔覆TA15合金涂层试样72小时失重腐蚀平均速度仅为45钢试样的7.5%。失重腐蚀试验中激光熔覆TA15钛合金涂层组织致密、腐蚀遗留痕迹很小；而45钢试样组织疏松，存在大量的沟壑及孔洞。阳极极化曲线表明：激光熔覆TA15合金涂层在自来水中有优良的耐蚀能力，在饱和FeCl3水溶液、0.5mol/L硫酸水溶液中也有一定的抗蚀性能；45钢试样在自来水中有低的抗蚀能力，而在FeCl3水溶液、0.5mol/L硫酸水溶液环境中没有表现出抗蚀性。