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钛合金具有优异的耐腐蚀性能、韧性、比强度以及生物相容性而被广泛地运用于化工、航空以及生物领域。然而,钛合金的表面硬度较低、耐磨性能较差等特点限制了其在许多工业领域的推广运用。在过去的三十年间,已有很多学者进行了大量的意在提高钛合金摩擦学性能的科学试验。先前所采用的思路基本是使用物理气相沉积、化学气相沉积、等离子喷涂等表面工程技术来改善钛合金的摩擦学性能。近些年,利用激光熔覆技术在钛合金表面熔覆一层陶瓷增强相金属基复合涂层被证明是一种既经济又环保的工艺方法,激光熔覆技术可以改善材料表面性能,例如耐腐蚀性、耐氧化性和耐磨性等。本文采用激光熔覆技术,分别以Ni Cr/Cr3C2+10%Ca F2、Ni60和Ni60+10%h-BN三种不同的混合粉末体系为熔覆材料,以预涂粉末的方式在Ti6Al4V基体表面制备出了γ-Ni Cr Al Ti/Ti C/Ca F2、γ-Ni/Ti C/Ti B2和γ-Ni/Ti C/Ti B2+Cr B+Ni3B/h-BN高温自润滑耐磨复合涂层,为了研究这三种熔覆涂层的高温稳定性,将所制备的熔覆涂层试样置于600℃高温环境下保温处理不同时间,随炉冷却。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、显微硬度计以及HT-1000型摩擦磨损试验机对经过不同时间高温处理后熔覆涂层的物相组成、显微组织形貌、显微硬度和摩擦磨损性能进行了对比分析。试验结果表明:γ-Ni Cr Al Ti/Ti C/Ca F2熔覆涂层主要包括γ-Ni Cr Al Ti固溶体、Ti C硬质相以及Ca F2润滑相,该熔覆涂层在600℃高温环境下保温24 h、48 h、96 h后并没有发生相变;经过96 h高温处理后,该熔覆涂层平均显微硬度由高温处理前的约816 HV0.2降为约706 HV0.2,但是相对于Ti6Al4V基体(360 HV0.2)依然保持较高的硬度性能;γ-Ni/Ti C/Ti B2熔覆涂层主要包括γ-Ni固溶体和Ti B2、Ti C硬质相,而γ-Ni/Ti C/Ti B2+Cr B+Ni3B/h-BN熔覆涂层除了含有上述物相外,还包含有Cr B和Ni3B硼化物以及h-BN润滑相,将γ-Ni/Ti C/Ti B2和γ-Ni/Ti C/Ti B2+Cr B+Ni3B/h-BN熔覆涂层分别置于600℃高温环境下保温10 h、30 h、50 h后没有发生相变。高温处理50 h后,两种熔覆涂层的显微硬度都有所下降,降为约750 HV0.2和910 HV0.2,但是相对于Ti6Al4V基体依然保持较高的硬度性能。摩擦磨损试验表明:高温处理前,γ-Ni Cr Al Ti/Ti C/Ca F2熔覆涂层(摩擦系数约为0.31,磨损率约为24.78×10-6 mm3/Nm)相对于Ti6Al4V基体(摩擦系数约为0.39,磨损率约为114.08×10-6 mm3/Nm)具有较为优异的耐磨减摩性能。随着高温处理时间的增大,该涂层的摩擦系数和磨损率均有一定的波动。经高温处理96 h后,该涂层的耐磨性能和减摩性能相对于高温处理前均有略微下降,摩擦系数和磨损率分别增大至约0.36和约26.20×10-6mm3/Nm,但是相对于Ti6Al4V基体依然具有一定的减摩性能和较为优异的耐磨性能。γ-Ni/Ti C/Ti B2+Cr B+Ni3B/h-BN熔覆涂层高温处理前具有优异的耐磨减摩性能(摩擦系数约为0.225,磨损率约为4.85×10-6mm3/Nm),但是γ-Ni/Ti C/Ti B2只具有较为优异的耐磨性能而不具有减摩性能(摩擦系数约为0.41,磨损率约为16.85×10-6mm3/Nm)。在进行高温处理试验后可知:两种熔覆涂层的摩擦系数和磨损率均随着高温处理时间的增大而增大,高温处理50 h后,γ-Ni/Ti C/Ti B2和γ-Ni/Ti C/Ti B2+Cr B+Ni3B/h-BN熔覆涂层的摩擦系数分别增大为0.45和0.375,磨损率分别增大为18.12×10-6 mm3/Nm和5.35×10-6 mm3/Nm,与Ti6Al4V基体的摩擦学性能对比可知,γ-Ni/Ti C/Ti B2和γ-Ni/Ti C/Ti B2+Cr B+Ni3B/h-BN熔覆涂层经过50 h高温处理后依然保持优异的耐磨性能,但是减摩性能均不佳。