一种TC4/TiC激光熔覆复合涂层的制备方法与流程

本发明涉及激光增材制造技术领域，更具体地，涉及一种tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法。

背景技术

磨损是金属机械零件失效的较常见的一种方式。据统计，现代工业迫切需要能在恶劣磨损工况、高温、高速摩擦磨损等情况下有效工作的零件。

激光熔覆技术作为新兴的零件加工和表面改型技术中常用的工艺技术，由于其具有较低稀释率、热影响区小、与基面形成冶金结合、熔覆件扭曲变形比较小、过程易于实现自动化等优点，同时激光熔覆技术应用到表面处理上，可以极大提高零件表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳等机械性能，可以极大提高材料的使用寿命，目前被广泛引用于各机械零件制造领域。

激光熔覆技术由于熔覆过程中易出现熔覆层不均匀、有气孔和开裂等现象，导致熔覆层质量不稳定，因此在国内尚未完全实现产业化。熔覆过程容易出现气孔、开裂、或者成分偏析等现象，在抗腐蚀、抗磨损等机械零件的制造领域对产品的影响尤其突出。激光熔覆过程中加热和冷却的速度极快，由于熔覆层和基体材料的温度梯度和热膨胀系数间存在差异，因此有可能在熔覆层中产生多种缺陷，主要包括气孔、裂纹、变形和表面不平度。现有的tc4钛合金激光熔覆涂层硬度不是很高，而且还会出现大量的裂纹与气孔，因此不能保证在极为严重的磨粒磨损工况下零件的使用寿命；另外，激光熔覆常用的粉末中多含有铬，因此极易对环境造成污染。

故目前亟需提供一种操作简单、安全环保、稳定性好且可获得耐磨、耐腐蚀的激光熔覆复合涂层的制备方法，进一步促进激光熔覆技术在国内的产业化发展。

技术实现要素：

本发明主要针对现有技术中熔覆涂层不稳定、耐磨性和抗腐蚀性差的问题，提供一种工艺简单、绿色环保、耐磨、抗腐蚀的tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的tc4钛合金激光熔覆增强涂层的制备方法中激光熔覆的基体为纯钛板；所述复合涂层由以下重量份的组份制得：tic粉末0～38份、tc4钛合金粉末65～75份。在非合金的状态下的纯钛板的强度跟某些钢相若，但比钢还要轻45％，纯钛板的力学性能及化学性能与不锈钢相近，比起钛合金要好，抗氧性能也较好，因此纯钛板做基本时韧性好，强度高，涂层不容易开裂，还具备优异的抗腐蚀性。

tic含量过高，在熔覆过程中很容易出现开裂现象，而tic粉末和tc4钛合金粉末以0～38∶65～75的质量比混合时能最大限度排出气泡，防止熔覆过程中开裂。

优选地，所述复合涂层由以下重量份的组份制得：tic粉末20～35份、tc4钛合金粉末68～72份。

进一步地，所述tic粉末的粒度为：30～70μm；所述tc4钛合金粉末的粒度为：40～100μm。

优选地，所述tic粉末的粒度为：42～58μm；所述tc4钛合金粉末的粒度为：62～79μm。

粉体粒径过大，同轴送粉激光熔覆时容易造成输料管堵塞，过小则容易引起偏析严重，导致涂层性能不稳定。

本发明提供的tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法，具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将激光熔覆的基体表面用砂纸打磨光洁，再用有机清洗剂清洁表面；

s2.备料：将tic粉末和tc4钛合金粉末分别充分干燥后，按质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入保护气体的条件下，通过同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。

进一步地，步骤s1中所述有机清洗剂为有机醇、有机醚、有机酮、有机苯中的一种。

优选地，步骤s1中所述有机清洗剂为浓度为95％的乙醇，清洗时间为5min。

进一步地，步骤s1中所述砂纸目数为400～800目，打磨时间为15～40min。

优选地，步骤s1中所述砂纸目数为560～620目，打磨时间为22～35min。

优选地，步骤s1中所述砂纸目数为600目，打磨时间为30min。

进一步地，步骤s2中所述干燥温度为60～90℃，干燥时间为20～35min。

优选地，步骤s2中所述干燥温度为80℃，干燥时间为30min。

进一步地，步骤s3中所述保护气体为氩气、氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气中的一种。

进一步地，步骤s3中所述保护气体流量为32～40l/h，所述同轴送粉量为0.8～1.8r/min，所述激光熔覆时的光斑宽度为4～8mm、激光功率为400～800w、扫描速度为5～9mm/s、搭接率为43～55％。

本发明选取合适的激光熔覆参数，在特定送粉量、光斑宽度、激光功率、扫描速度条件下，有效避免了涂层产生气孔，防止涂层开裂，保障涂层的致密性。

优选地，步骤s3中所述保护气体流量为35l/h，所述同轴送粉量为1.4r/min，所述激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为600w、扫描速度为8mm/s、搭接率为50％。

搭接率过小会导致成形件表面凹凸不平，这种凹凸不平容易在上下成形层之间形成孔洞等缺陷，降低成形件的致密度，甚至造成层间开裂。搭接率过大会造成成形层的表面呈现出凸起的斜坡，本发明中当搭接率为50％左右时，成形表面平整，能够连续稳定成形。

进一步地，步骤s3中所述复合涂层厚度为0.1～2mm。

优选地，步骤s3中所述复合涂层厚度为1mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明以纯钛板作为熔覆的基体，将tic与tc4按特定比例混合后所得的金属粉末气孔极少，有效改善熔覆过程中涂层开裂的现象，极大的促进了纯钛板与金属粉末的熔覆，使得激光熔覆与基体结合更完美，结合区域几乎无任何裂纹与气孔，致密性好。

纯钛板韧性好，熔覆过程可以有效改善因增加tic粉末的含量而出现开裂的情况，因此纯钛板做基体时韧性好，强度高，涂层不容易开裂，还具备优异的抗腐蚀性。

本发明中的tc4钛合金粉末相比于其他合金粉末，不仅拥有良好的润湿性、耐蚀性、高温自润滑作用，而且其成分中不含铬，在实验或生产中不会对环境造成污染；tic不仅韧性好、硬度高、抗冲击载荷及抗磨粒磨损能力强，与基体金属结合具有较好的抗界面腐蚀磨损性能，而且与镍基金属液润湿性好，与其他金属陶瓷颗粒(如碳化钨等)相比易于获得。

本发明通过同轴送粉进行激光熔覆，一方面使得金属混合粉末能够均匀的分散在整个复合涂层中，减少偏聚和分散不均匀的现象，另一方面在提高涂层各部分的性能的同时保障各部分性能均一，性能稳定。同轴送粉可以说是一种位置精确送粉方式，实验过程浪费少，利用率高，工艺简单、易于操作，大大节省了原材料，降低了成本，而且各制备环节精准易控，制备出的复合涂层性能稳定、质量均一可靠，适用于大规模的工业生产。

激光熔覆用合金粉末既有较高的硬度、又有优异的耐磨性和耐腐蚀性；激光熔覆过程采用保护气体保驾护航，使得熔覆涂层不会发生氧化现象，大幅度提高了产品的质量。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的激光熔覆复合涂层的sem金相图；

图2为本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的激光熔覆复合涂层的磨损量图；

图3为本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的激光熔覆复合涂层的显微硬度图；

图4为本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的激光熔覆复合涂层的极化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的tc4钛合金激光熔覆增强涂层的制备方法进一步详细说明。除非特别说明，本发明实施例使用的各种原料均可以通过常规市购得到，或根据本领域的常规方法制备得到，所用设备为实验常用设备。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。

实施例1tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为600w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.4r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试：金相观察和耐磨性能测试，制备金相试样并采用sem观察，如图1所示。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，如图2所示，磨损20min后的磨损量为5.5mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，如图3所示，复合涂层的最高显微硬度达到1200hv。

s5.电化学性能测试：打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，如图4所示，得出自腐蚀电位为-187mv。

实施例2tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为500w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.4r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试：利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，如图2所示，磨损20min后的磨损量为7.0mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，如图3所示，复合涂层的最高显微硬度达到1070hv。

s5.电化学性能测试：打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，如图4所示，得出自腐蚀电位为-788mv。

实施例3tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为400w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.4r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试：利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，如图2所示，磨损20min后的磨损量为12.3mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，如图3所示，复合涂层的最高显微硬度达到703hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，如图4所示，得出自腐蚀电位为-773mv。

实施例4tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用400目砂纸打磨光洁15min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为30μm的tic粉末和平均粒径大小为40μm的tc4钛合金粉末于60℃条件下干燥20min后，以20∶75的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为32l/h，激光熔覆时的光斑宽度为4mm、激光功率为400w、扫描速度为5mm/s、送粉量为0.8r/min、搭接率为43％。

s4.金相观察和耐磨性能测试，制备金相试样并采用sem观察，利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为12.4mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到701hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-792mv。

实施例5tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用560目砂纸打磨光洁22min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为42μm的tic粉末和平均粒径大小为62μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以20∶72的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为500w、扫描速度为6mm/s、送粉量为1.0r/min、搭接率为45％。

s4.金相观察和耐磨性能测试，制备金相试样并采用sem观察，利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为8.1mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到964hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-798mv。

实施例6tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁25min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以20∶68的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为500w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.2r/min、搭接率为45％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为6.8mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到1112hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-588mv。

实施例7tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用700目砂纸打磨光洁35min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为58μm的tic粉末和平均粒径大小为79μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以35∶72的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为38l/h，激光熔覆时的光斑宽度为6mm、激光功率为700w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.6r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为5.7mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到1179hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-339mv。

实施例8tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用800目砂纸打磨光洁40min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为70μm的tic粉末和平均粒径大小为100μm的tc4钛合金粉末于90℃条件下干燥35min后，以38∶75的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为40l/h，激光熔覆时的光斑宽度为8mm、激光功率为800w、扫描速度为9mm/s、送粉量为1.8r/min、搭接率为55％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为6.1mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到1102hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，如图4所示，得出自腐蚀电位为-394mv。

对比例1tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以50∶50的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为600w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.4r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为15.8mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到579hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-791mv。

对比例2tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为20μm的tic粉末和平均粒径大小为30μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为600w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.4r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为12.9mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，如图3所示，复合涂层的最高显微硬度达到698hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-824mv。

对比例3tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末，然后在步骤s1预处理的基体表面平铺一层混合粉末；混合粉末层的厚度3.5mm；

s3.以氩气作为保护气体，将上述混合合金粉末在5mm的光斑宽度、600w激光功率、8mm/s扫描速度、160mm焦距下利用高功率半导体激光器熔覆在基体的表面，然后室温下快速冷却而形成一层激光熔覆涂层。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为14.4mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到521hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-892mv。

对比例4tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为600w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.4r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为13.1mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到601hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-815mv。

对比例5tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为12l/h，激光熔覆时的光斑宽度为3mm、激光功率为1200w、扫描速度为3mm/s、送粉量为1.8r/min、搭接率为50％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为14.9mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到511hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-809mv。

对比例6tc4/tic激光熔覆复合涂层的制备方法具体包括以下制备步骤：

s1.预处理：将纯钛板作为熔覆的基体，将其表面用600目砂纸打磨光洁30min，再用浓度为95％的乙醇溶液清洗时间为5min，清除干净表面的油污和锈迹；

s2.备料：将平均粒径大小为50μm的tic粉末和平均粒径大小为70μm的tc4钛合金粉末于80℃条件下干燥30min后，以30∶70的质量比混合均匀而制成混合粉末；

s3.激光熔覆：将步骤s2中所得的混合粉末在通入氩气条件下，通过利用staubltx90型数控激光器同轴送粉激光熔覆于步骤s1处理后的基体表面，室温条件下快速冷却形成一层复合涂层。其中，氩气其流量为35l/h，激光熔覆时的光斑宽度为5mm、激光功率为600w、扫描速度为8mm/s、送粉量为1.4r/min、搭接率为30％。

s4.耐磨性能测试。利用线切割机将熔覆涂层切成26.5mm×57mm×7mm的试样，在mls-225型湿式橡胶轮盘磨粒磨损试验机测试磨损量，磨损20min后的磨损量为16.6mg。打磨抛光复合涂层截面，并测试复合涂层截面显微硬度，复合涂层的最高显微硬度达到699hv。

s5.电化学性能测试，打磨抛光复合涂层表面，并在chi660e电化学工作站上，采用3.5wt.％的nacl溶液测试复合涂层的极化曲线，得出自腐蚀电位为-814mv。

对以上实施例和对比例中制备的涂层进行性能检测，其硬度、磨损量、自腐蚀电位、偏析数据如表1所示。由表1可知，实施例提供的复合涂层的制备方法所制备出的涂层磨损量远低于对比例，自腐蚀电位也明显优于对比例，且硬度适中。

表1

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。