சுருக்கம்: உடைகள் எதிர்ப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்காக லேசர் பூசப்பட்டது Ti2Al6V மேற்பரப்பில் தயாரிக்கப்பட்ட Ni + TiB4 கலவை பூச்சு, நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திர பண்புகளில் தூள் விகிதத்தின் தாக்கம் ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. லேசர் உறைப்பூச்சு முக்கியமாக TiB,TiB2,α-Ti,β-Ti,NiTi அலாய் திட கரைசல் மற்றும் TiO2 ஆகியவற்றால் ஆனது. உறைப்பூச்சு அடுக்கு முக்கியமாக கருப்பு நீள்வட்ட கட்டம், நீளமான ஊசி போன்ற கட்டம் மற்றும் சுற்றியுள்ள செல் படிக கட்டம். கருப்பு நீள்வட்ட கட்டம், ஊசி போன்ற கட்டம் மற்றும் சுற்றியுள்ள செல் படிக கட்டம் ஆகியவை முறையே TiB2, TiB, NiTi. TiB2 சேர்க்கை அளவு உள்ளடக்கம் அதிகரிக்கும் போது, ​​TiB உள்ளடக்கம் அதிகரிக்கிறது, TiB மெட்டாலோகிராபிக் துகள்கள் கரடுமுரடானதாக மாறும். உறைப்பூச்சு அடுக்கின் மிக உயர்ந்த மைக்ரோஹார்ட்னஸ் 920 ஐ அடைகிறது. 8 HV1. 0, இது Ti3Al6V கலவையை விட 4 மடங்கு அதிகம், அதிகரித்த மைக்ரோஹார்ட்னஸ் உறைப்பூச்சுகளின் உடைகள் எதிர்ப்பு பண்புகளை மேம்படுத்துகிறது. சுமை அதிகரிக்கும் போது உடையக்கூடிய ஸ்பாலிங் மிகவும் தீவிரமடைகிறது, மேலும் கலப்பு பூச்சு அதிக சுமை நிலைமைகளுக்கு ஏற்றது அல்ல.
முக்கிய வார்த்தைகள்: லேசர் உறைப்பூச்சு; Ni + TiB2 கலவை பூச்சு; Ti6Al4V; எதிர்ப்பு பண்புகளை அணியுங்கள்

1. அறிமுகம்

டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகள் அதிக வலிமை, குறைந்த அடர்த்தி மற்றும் நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பு போன்ற சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை பெரும்பாலும் விண்வெளி, கடல் பொறியியல், ஆட்டோமொபைல் உற்பத்தி மற்றும் பிற துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன [1]. இருப்பினும், டைட்டானியம் உலோகக் கலவைகளின் குறைந்த கடினத்தன்மை மற்றும் மோசமான உடைகள் எதிர்ப்பு ஆகியவை அவற்றின் பரந்த பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. மேற்பரப்பு மாற்றியமைக்கும் தொழில்நுட்பத்தில், அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி, சிறிய வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலம் மற்றும் வலுவான உலோகப் பிணைப்பு கொண்ட லேசர் உறைப்பூச்சு எப்போதும் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது [2].

டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகளின் லேசர் உறையில் பல்வேறு பொருள் அமைப்புகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, அவற்றில் கலப்பு பொருள் அமைப்பு மிகவும் பிரபலமான மற்றும் பயனுள்ள முறையாகும் [3]. கலப்பு பொருள் அமைப்பில், TiB2 வலுவூட்டல் கட்டம் கடினத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கும் எதிர்ப்பை அணிவதற்கும் சாத்தியமான வழியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குய் கே. மற்றும் பலர். [1] லேசர் உறைப்பூச்சு Fe, Co, Cr, B மற்றும் C கலந்த பொடிகள் மூலம் Ti2Al6V அலாய் மீது TiB4/உலோக கலவை பூச்சு தயாரித்து, பூச்சுகளின் இயந்திர பண்புகள் மற்றும் அணியும் பண்புகளில் காந்தப்புலத்தின் விளைவை ஆய்வு செய்தார். லின் YH மற்றும் பலர். [4] டைட்டானியம் அலாய் மீது TiB2/TiB சாய்வு பூச்சு தயாரிக்க தூய TiB2 தூள் பயன்படுத்தப்பட்டது. மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் சாய்வு குறைவு போக்கைக் காட்டியது, ஆனால் முறிவு கடினத்தன்மை சாய்வு அதிகரிப்பு போக்கைக் காட்டியது. குமார் எஸ். மற்றும் பலர். [5] Ti6Al4V, CBN மற்றும் TiO2 லேசர் உறைப்பூச்சுகளின் தூள் கலவையை ஆய்வு செய்து, ஊசி வடிவ, உருளைக் கம்பி வடிவ மற்றும் குறுகிய நீளமுள்ள டென்ட்ரைட் வடிவ போன்ற பல்வேறு கட்டமைப்புகளைக் கண்டறிந்தது. நைட்ரைடு மற்றும் போரைடின் உலோக மேட்ரிக்ஸ் கலவைப் பொருள் (TiN, TiAlN, AlN மற்றும் TiB2) கடினத்தன்மை மற்றும் அணிய எதிர்ப்பை மேம்படுத்த பூச்சுகளின் முக்கிய கட்டமைப்பு கட்டமாக பயன்படுத்தப்பட்டது.

நிக்கல் அல்லது நிக்கல் அடிப்படையிலான அலாய் என்பது நல்ல கட்டமைப்பு நிலைப்புத்தன்மை, அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, அரிப்பு எதிர்ப்பு, அதிக வலிமை மற்றும் நல்ல ஈரப்பதம் ஆகியவற்றைக் கொண்ட ஒரு சிறந்த அணி ஆகும். உகந்த அலாய் தூளில் வலுவூட்டும் முகவர் அல்லது தொடர்புடைய கூறுகளை நேரடியாகச் சேர்ப்பதன் மூலம் லேசர் உறைப்பூச்சு துகள் வலுவூட்டப்பட்ட கலவை பூச்சு தயாரிக்கப்பட்டது, மேலும் வெவ்வேறு இயந்திர பண்புகளுடன் குறைந்தபட்சம் இரண்டு கட்டங்களைக் கொண்ட லேசர் உறைப்பூச்சு எதிர்காலத்தில் மேற்பரப்பு வலுவூட்டலுக்கு முக்கியமான தேவையாக மாறும் [6]. Xu SY மற்றும் பலர். [7] Ti60Al6V அலாய் மேற்பரப்பில் லேசர் உறைப்பூச்சு மூலம் TiC/Ni4 கலவை பூச்சு தயார் செய்யப்பட்டது. யூ எக்ஸ்எல் மற்றும் பலர். [2] லேசர் உறைப்பூச்சு மூலம் 20 எஃகு அடி மூலக்கூறில் நிக்கல்-டைட்டானியம் கார்பைடு கலவைகள் தயாரிக்கப்பட்டன. Ni/40TiC கலவையில் உள்ள பெரிய அளவிலான TiC துகள்கள் நிக்கல் படிகங்களின் வளர்ச்சியைத் தடுக்கின்றன, இதன் விளைவாக Ni/40TiC கலவையின் நுண்ணிய நுண் கட்டமைப்பு உருவாகிறது. Ni/40TiC கலவையின் சராசரி மைக்ரோஹார்ட்னஸ் சுமார் 851HV ஆகவும், உராய்வு குணகம் 0.43 ஆகவும் இருந்தது. வாங் கே. மற்றும் பலர். [8] Ni- அடிப்படையிலான சாய்வு கலவை பூச்சுகளின் நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகளை ஆய்வு செய்தார். பூச்சுகள் Ni matrix, WC மற்றும் பல கார்பைடு மற்றும் போரைடு கடினமான கட்டங்களைக் கொண்டிருந்தன. அதிகபட்ச மைக்ரோஹார்ட்னஸ் 1053.5HV0.2 ஐ எட்டியது, மேலும் உராய்வு குணகம் மற்றும் உடைகள் இழப்பு மதிப்புகள் Q345 எஃகு மதிப்பை விட குறைவாக இருந்தது.

Ti6Al4V அலாய் நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் உடைகள் எதிர்ப்பைப் படிப்பதற்காக, Ti2Al6V அலாய் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்குகளைத் தயாரிக்க Ni மற்றும் TiB4 கலந்த பொடிகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன.

2 பரிசோதனை பொருட்கள் மற்றும் முறைகள்
2. 1 பரிசோதனை பொருட்கள்
ஒரு 100mm × 100mm × 10mm Ti6Al4V அலாய் தட்டு அடி மூலக்கூறாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, மேலும் அதன் வேதியியல் கலவை மற்றும் இயந்திர பண்புகள் முறையே அட்டவணை 1 மற்றும் அட்டவணை 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. Ni தூள் வெப்ப மூல விநியோகத்தை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் லேசர் உறைப்பூச்சு போது வெப்பத்தை ஒருமுகப்படுத்த முடியும் என்பதால், வலுவூட்டல் கட்டமாக TiB2 உடன் ஒரு கூட்டு பூச்சு தயாரிக்க Ni தூள் மற்றும் TiB2 தூள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன. Ni தூள் மற்றும் TiB2 தூள் ஆகியவற்றின் உலோகவியல் உருவவியல் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

2. 2 பரிசோதனை முறைகள்
தூள் மற்றும் பேஸ் பிளேட்டை இறுக்கமாகப் பிணைக்க, டைட்டானியம் அலாய் பிளேட்டின் மேற்பரப்பு ஆக்சைடு அடுக்கை அகற்ற இயந்திர அரைத்தல் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் எண்ணெய் கறைகளை அகற்ற 5% HF + 15% HNO3 அமிலக் கரைசல் பயன்படுத்தப்பட்டது. தொடர்ச்சியான லேசரை வழங்குவதற்கு YSL-3000 தொடர் ஃபைபர் லேசர் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் முன்னமைக்கப்பட்ட பொடியுடன் கூடிய Ti6Al4V தட்டு 200mm × 200mm × 50mm பிளாஸ்டிக் பெட்டியில் வைக்கப்பட்டது, மேலும் ஆர்கான் வாயு தொடர்ந்து பிளாஸ்டிக் பெட்டியில் செலுத்தப்பட்டது. லேசர் உறைப்பூச்சு செயல்பாட்டின் போது, ​​ஸ்பாட் விட்டம் 1.8 மிமீ மற்றும் ஸ்கேனிங் வேகம் 7 ​​மிமீ/வி ஆகும். Ni + TiB2 இன் விகிதம் 40% ஆக இருக்கும்போது, ​​லேசர் தூள் அளவுருக்கள் முறையே 700W, 900W மற்றும் 1100W ஆகும், மேலும் நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திர பண்புகளில் லேசர் தூளின் விளைவு ஆய்வு செய்யப்படுகிறது; லேசர் தூள் நிறை 900W ஆக இருக்கும் போது, ​​தூள் விகிதங்கள் முறையே Ni + 20% TiB2, Ni + 30% TiB2, Ni + 40% TiB2 ஆகும், மேலும் லேசர் தூள் வெகுஜனத்தில் தூள் விகிதத்தின் விளைவு ஆய்வு செய்யப்படுகிறது. லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கு கொண்ட மாதிரிகள் S-1 (P = 700W), S-2 (P = 900W), S-3 (P = 1100W), S-4 (R = Ni + 30% TiB2), S-5 (R = Ni + 40% TiB2).

எக்ஸ்ரே டிஃப்ராக்டோமீட்டர் (XＲD) மாதிரிகள், ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (SEM) மாதிரிகள் மற்றும் செயல்திறன் சோதனை மாதிரிகள் மின்சார தீப்பொறி வெட்டுதல் மூலம் தயாரிக்கப்பட்டன, மேலும் மாதிரிகள் இயந்திரத்தனமாக அரைக்கப்பட்டு, இயந்திரத்தனமாக மெருகூட்டப்பட்டு 5% HF + 15% HNO3 அமிலக் கரைசலில் அரிக்கப்பட்டன. லேசர் கிளாடிங் லேயரின் கட்ட கலவை ப்ரூக்கர் டி8-அட்வான்ஸ் மைக்ரோ-ஏரியா எக்ஸ்ரே டிஃப்ராக்டோமீட்டரால் (XＲD) வகைப்படுத்தப்பட்டது, மேலும் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் நுண் கட்டமைப்பு ஆப்டிகல் மைக்ரோஸ்கோப் (OM) மற்றும் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (SEM) மூலம் கவனிக்கப்பட்டது. HV-5 விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை சோதனையாளர் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் மேற்பரப்பு ஆழத்தில் கடினத்தன்மையை அளவிட ஆய்வு செய்யப்பட்டது. HＲS-2M அதிவேக ரெசிப்ரோகேட்டிங் உராய்வு மற்றும் தேய்மான சோதனையாளர் உராய்வு மற்றும் உடைகள் சோதனைகளுக்காக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது. உராய்வு துணைப் பொருள் Si3N2 பீங்கான் அரைக்கும் பந்து 4 மிமீ விட்டம் கொண்டது. உராய்வு மற்றும் தேய்மான அளவுருக்கள் 200r/min வேகம் மற்றும் ரேடியல் லோட் 20/40/60N.

3 முடிவுகள் மற்றும் விவாதம்
3.1 XRD கட்ட கலவை
ஐந்து மாதிரிகளின் XRD கட்ட கலவை படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு மாதிரியும் அதன் வேதியியல் கலவையில் ஒரு சிறிய அளவு TiN ஐக் கொண்டுள்ளது, இது நைட்ரைடிங் எதிர்வினையை ஏற்படுத்துவதற்கு N அணுக்கள் லேசர் உறை அடுக்குக்குள் ஊடுருவிச் செல்வதற்கான காரணம் ஆகும். உருகிய குளத்தின் ஓட்டத்தின் போது, ​​ஒரு சிறிய அளவு வெனடியம் டைட்டானியம் அலாய் மேட்ரிக்ஸ் பொருளில் கரைகிறது, மேலும் இந்த செயல்பாட்டில், α கட்டம் β கட்டமாக மாறுகிறது, எனவே β-Ti படம் 2 இல் தோன்றுகிறது. TiB2 ஒரு கரைப்பு-மழைப்பொழிவைக் கொண்டுள்ளது. லேசர் உறைப்பூச்சு செயல்பாட்டின் போது சிறப்பியல்பு. ஒரு சிறிய அளவு TiB2 முற்றிலும் கரைக்கப்படலாம், மேலும் சில TiB2 ஆனது Ti உடன் இணைந்து TiB ஐ உருவாக்கலாம், மேலும் மீதமுள்ள TiB2 மீண்டும் படிகமாக்கப்படும். Ti Ni உடன் வினைபுரிந்து NiTi, Ni3Ti மற்றும் NiTi2 ஐ உருவாக்க முடியும், ஆனால் Ti மற்றும் Ni ஆகியவை ஒரே வேதியியல் பிணைப்பு ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, இது நிலையான NiTi உலோக செயலற்ற கலவையை உருவாக்குவதை எளிதாக்குகிறது, மேலும் Ti அணுக்கள் வலுவான பரவல் வீதத்தைக் கொண்டுள்ளன, எனவே Ti மற்றும் Ni NiTi 9］ வடிவத்திற்கு மட்டுமே எதிர்வினையாற்றுகிறது. படம் 2 இல் இருந்து பார்க்க முடிந்தால், லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கு முக்கியமாக TiB, TiB2, α-Ti, NiTi அலாய் திடக் கரைசல், TiO2 போன்றவற்றால் ஆனது, மேலும் XRD முடிவுகளும் சிறிய அளவு β-Ti ஐக் காட்டுகின்றன.

சராசரி கிப்ஸ் இலவச ஆற்றலின் படி, மூன்று எதிர்வினைகள் ஏற்படலாம்: படத்தில் (1), (2), மற்றும் (3) பார்க்கவும். லேசர் உறைப்பூச்சு செயல்பாட்டின் போது, ​​Ni மற்றும் B அணுக்கள் Ti அணுக்களுடன் வினைபுரிந்து TiB2, NiTi மற்றும் TiB ஐ உருவாக்க முடியும். சராசரி கிப்ஸ் இலவச ஆற்றல் ΔG2 < ΔG1 < ΔG3, எனவே பொருள் உருவாக்கத்தின் வரிசை TiB > NiTi > TiB2 ஆகும்.

TiB2 தூள் விகிதம் 30% ஆக அதிகரிக்கும் போது, ​​தெர்மோகெமிக்கல் எதிர்வினை சூத்திரம் (2) வலதுபுறம் செல்கிறது. லேசர் உறை அடுக்கில் TiB கட்டம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் Ti கட்டம் குறைகிறது. TiB2 தூளின் விகிதம் தொடர்ந்து 40% ஆக அதிகரிக்கும் போது, ​​TiB மற்றும் TiB2 கட்டங்களின் உள்ளடக்கம் மேலும் அதிகரிக்கிறது. கூடுதலாக, Ni மற்றும் Ti ஆகியவை வலுவான உறவைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் படிப்படியாக NiTi உலோகமயமாக்கலை உருவாக்குகின்றன. எனவே, Ni + 40% TiB2 லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் இறுதி முக்கிய தயாரிப்புகள் NiTi, TiO2, TiB, TiB2 மற்றும் Ti ஆகும்.

3.2 நுண் கட்டமைப்பு
Ni + 20% TiB2 லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் SEM அமைப்பு படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. உறைப்பூச்சு அடுக்கு முக்கியமாக கருப்பு நீள்வட்ட கட்டம், நீளமான ஊசி கட்டம் மற்றும் சுற்றியுள்ள செல்லுலார் கட்டம் ஆகியவற்றால் ஆனது. மிகவும் பரவலான நுண் துகள் கட்டத்தின் சராசரி விட்டம் 0.5 ~ 3.0μm ஆகும். B தனிமத்தின் அணு எண் 5 ஆக இருப்பதால், சாதாரண ஆற்றல் ஸ்பெக்ட்ரம் பகுப்பாய்வினால் அணு எண் 10க்கும் குறைவான தனிமங்களின் உள்ளடக்கத்தை துல்லியமாக அளவிட முடியாது. எலக்ட்ரான் ஆய்வு எக்ஸ்ரே நுண் பகுப்பாய்வு (EPMA) என்பது ஒவ்வொரு தனிமத்தின் பரவலையும் உள்ளடக்கத்தையும் அளவிட பயன்படுகிறது. உறைப்பூச்சு அடுக்கு [10, 11]. படம் 3 இல் வெவ்வேறு நிலைகளில் EPMA முடிவுகள் அட்டவணை 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.

உறைப்பூச்சு அடுக்கின் வேதியியல் கலவை முக்கியமாக Ti, B, Ni கூறுகளால் ஆனது மற்றும் சிறிய அளவு Al மற்றும் V கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது என்பதை அட்டவணை 3 இல் காணலாம். A நிலையில் உள்ள Ti மற்றும் Ni உறுப்புகளின் உள்ளடக்கம் அடிப்படையில் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும், B உறுப்பு இல்லை, மேலும் NiTi திடமான தீர்வு இருக்கலாம். b நிலையில் உள்ள முக்கிய கூறுகள் Ti மற்றும் B ஆகும், மேலும் இரண்டு உறுப்புகளின் உள்ளடக்கமும் 40% ஐ விட அதிகமாகும். b நிலையில் உள்ள ஊசி போன்ற கட்டம் TiB என்று ஊகிக்க முடியும்.

கிப்ஸின் வெப்ப இயக்கவியல் விதியின்படி, BB பிணைப்பு ஆற்றல்> B-Ti பிணைப்பு ஆற்றல்> Ti-Ti பிணைப்பு ஆற்றல் [12], இது TiB இன் வளர்ச்சி விகிதத்தை அதன் சொந்த உயரத்தின் திசையில் அதன் சொந்த உயரத்திற்கு செங்குத்தாக வளர்ச்சி திசையை விட வேகமாகவும் வேகமாகவும் செய்கிறது. இது ஊசி போன்ற கட்டம் தோன்றுவதை எளிதாக்குகிறது. C நிலையில் உள்ள B தனிமத்தின் உள்ளடக்கம் Ti உறுப்பை விட இரு மடங்கு ஆகும். படம் 2 இல் உள்ள XRD ஸ்பெக்ட்ரம் TiB2 இன் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் உச்சத்தின் தீவிரம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருப்பதைக் காட்டுகிறது. c நிலையில் உள்ள கருப்பு நீள்வட்ட கட்டம் TiB2 ஆக இருக்க வாய்ப்புள்ளது.

வெவ்வேறு தூள் விகிதங்களைக் கொண்ட லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்குகளின் SEM நுண் கட்டமைப்பு படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. TiB2 சேர்க்கை உள்ளடக்கம் சிறியதாக இருக்கும் போது, ​​உறைப்பூச்சு அடுக்கில் உள்ள TiB உள்ளடக்கம் குறைகிறது மற்றும் அதன் விநியோகம் மேலும் சிதறடிக்கப்படுவதைக் காணலாம். TiB2 சேர்க்கை உள்ளடக்கம் அதிகரிக்கும் போது, ​​TiB உள்ளடக்கம் அதிகரிக்கிறது, TiB மெட்டாலோகிராபிக் துகள்கள் கரடுமுரடானதாக மாறும், மேலும் விநியோகம் சிதறடிக்கப்படுகிறது. இந்த நிகழ்வு B மற்றும் Ti உறுப்புகளுக்கு இடையிலான எதிர்வினையை ஊக்குவிக்கும் B தனிமத்தின் அதிகரிப்பால் ஏற்படுகிறது.

பூச்சுகளின் நுண் கட்டமைப்பை ஆய்வு செய்வதற்காக, பூச்சுகளின் மேல், நடு மற்றும் கீழ் பகுதியின் SEM நுண் கட்டமைப்பு படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

ஆழமான சாய்வு கொண்ட உறைப்பூச்சு அடுக்கு கட்டமைப்பின் பரிணாமம் மிகவும் வெளிப்படையானது. இரண்டு-கட்ட துகள்கள் ஒரு பெரிய எண்ணிக்கையிலான பூச்சு மேல் சிட்டு ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, அவற்றில் பல நன்றாக நசுக்கப்படுகின்றன, மேலும் சிறிய எண்ணிக்கையிலான ஊசி வடிவ மற்றும் வடிவ கட்டமைப்புகள் உள்ளன. அதே நேரத்தில், TiB மற்றும் TiB2 கடின வலுவூட்டல் துகள்கள் உருகிய குளத்தின் மேல் உள்ள அதிகப்படியான வெப்பநிலை இழப்பைத் தடுக்கலாம். உருகி அழிந்த பிறகு, உறை அடுக்கில் உள்ள தானியங்கள் ஒழுங்கற்ற திசையில் திசையில்லாமல் வளர்ந்து மீண்டும் அணுக்கருவை உண்டாக்கும். அணுக்கருவுக்குப் பிறகு புதிய கட்டத்தின் அளவு சிறியது, இது கட்டத் துகள்களை செம்மைப்படுத்துகிறது [13]. பூச்சுகளின் நடுப்பகுதி மேலிருந்து கீழாக மாறி மாறி வெப்பச் சலனத்தால் பாதிக்கப்படலாம், மேலும் அதிக எண்ணிக்கையிலான தனிமங்கள் நடுவில் குவிந்துள்ளன, எனவே EPMA ஆல் போரான் கூறுகளைக் கண்டறிய முடியாது, மேலும் பூச்சு மேல் கருப்பு இதழ் வடிவ கட்டங்களால் ஆனது. , கருப்பு நுண்ணிய ஊசி வடிவ கட்டங்கள் மற்றும் வெள்ளை ஹெர்ரிங்போன் கட்டங்கள்.

படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நுண் கட்டமைப்பின் விமான ஸ்கேனிங்கின் முடிவுகள் வளமான யூடெக்டிக் அமைப்பு இருப்பதைக் காட்டுகின்றன. கருப்பு இதழ் வடிவ கட்டமானது TiB/TiB2/TiNiB யூடெக்டிக் கட்டமாக இருக்கலாம், வெள்ளை ஹெர்ரிங்போன் கட்டம் NiTi ஆகும், மற்ற கட்டங்கள் டைட்டானியம் மார்டென்சிடிக் கட்ட மாற்றத்தின் வழித்தோன்றல்கள் ஆகும். 20% TiB2 லேசர் உறைப்பூச்சு பூச்சுக்கு நடுவில் உள்ள BES நுண் கட்டமைப்பு படம் 7 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, வெவ்வேறு வண்ணங்களின் கட்டங்கள், அதாவது பிரகாசமான வெள்ளை, கருப்பு மற்றும் அடர் சாம்பல். பிரகாசமான ஒன்று NiTi இன்டர்மெட்டாலிக் கலவை ஆகும், கருப்பு நிறமானது டைட்டானியம்-போரான் கலந்த கட்டமாகும், மேலும் அடர் சாம்பல் நிறமானது மார்டென்சிடிக் டைட்டானியம் மற்றும் டைட்டானியம் ஆக்சைடு ஆகியவற்றின் கலவையான கட்டமாகும். லேசர் உறைப்பூச்சின் அடிப்பகுதியில் உள்ள ஹெர்ரிங்போன் கட்டம் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது, அடர் சாம்பல் அடுக்கின் பரப்பளவு அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது, மேலும் கருப்பு இதழ் வடிவ கட்டம் மற்றும் கருப்பு நுண்ணிய ஊசி வடிவ கட்டம் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகின்றன.

3.3 மைக்ரோஹார்ட்னெஸ்
மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் சோதனையின்படி, Ti6Al4V அலாய் கடினத்தன்மை 349.2HV1.0 ஆகும். ஆழத்தில் வெவ்வேறு தூள் விகிதங்களுடன் தயாரிக்கப்பட்ட லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்குகளின் மைக்ரோஹார்ட்னஸ் விநியோகம் படம் 8 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. வெவ்வேறு தூள் விகிதங்களைக் கொண்ட லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்குகளின் மைக்ரோஹார்ட்னஸ் Ti6Al4V அலாய் விட அதிகமாக இருப்பதைக் காணலாம். TiB2 தூள் விகிதத்தின் அதிகரிப்புடன், மைக்ரோஹார்ட்னஸ் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது. TiB2 தூள் விகிதம் 40% ஆக இருக்கும்போது, ​​உறைப்பூச்சு அடுக்கின் மிக உயர்ந்த மைக்ரோஹார்ட்னஸ் 920.8HV1.0 ஐ அடைகிறது, இது Ti3Al6V அலாய்வை விட 4 மடங்கு அதிகமாகும்.

ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பிற்குள் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் ஆழம் அதிகரிப்பதன் மூலம், அடுக்கின் மைக்ரோஹார்ட்னஸ் விரைவான சரிவுப் போக்கைக் காட்டுகிறது, மேலும் அடி மூலக்கூறு மற்றும் பூச்சுகளின் பிணைப்பு மேற்பரப்புக்கு மேலே உள்ள குறுக்கு வெட்டு அடுக்கு மைக்ரோஹார்ட்னஸின் ஏற்ற இறக்க நிகழ்வைக் காட்டுகிறது. 0.7 முதல் 0.8 மிமீ ஆழம் கொண்ட குறுக்கு வெட்டு அடுக்கு வெப்பம் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலத்தில் உள்ளது. இந்தப் பகுதியின் மைக்ரோஹார்ட்னஸ் சுமார் 400HV1.0 ஆகும், மேலும் மைக்ரோஹார்ட்னஸின் மேல்நோக்கிய போக்கு மிகவும் மெதுவாக உள்ளது. 0.7 முதல் 0.8 மிமீ ஆழத்தில் உள்ள குறுக்குவெட்டு அடுக்கின் மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, ஏனெனில் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கில் உள்ள கடினமான TiB2 தானியங்கள் வலுவான தாக்க எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் லேசர் உறைப்பூச்சு செயல்முறை நுண்ணிய TiB உருவாவதை ஊக்குவிக்கும் மற்றும் தானியத்தைத் தடுக்கும். எல்லை இடப்பெயர்வு சீட்டு, அதன் மூலம் லேசர் உறைப்பூச்சு செயல்முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் மைக்ரோஹார்ட்னஸை மேம்படுத்துகிறது [14].

உருகிய பூல் ஓட்டத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், மேற்பரப்பு TiB2 பரவத் தொடங்குகிறது, மேலும் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் நடுவில் சில எஞ்சிய TiB2 இருக்கும், ஆனால் செறிவு அதிகமாக இருக்காது, மேலும் நுண் கட்டமைப்பும் [15] சிறிது குறையும். . உறைப்பூச்சு அடுக்கின் கீழ் விளிம்பு வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலமாகும். ஒரு பெரிய அளவு Ti தனிமங்கள் உருகிய பிறகு மேலே மிதக்கின்றன, இதன் விளைவாக, போதுமான வலுப்படுத்தும் கட்டம் இல்லாமல், உருகிய குளத்தில் மூலப்பொருளின் பெரிய நீர்த்த விகிதம் ஏற்படுகிறது, மேலும் வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட மண்டலம் மிகக் குறைந்த மைக்ரோஹார்ட்னஸைக் கொண்டுள்ளது [16]. TiB2 தூள் சேர்ப்பது உறைப்பூச்சு அடுக்கின் கடினத்தன்மையை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன.

3.4 உடைகள் எதிர்ப்பு
அதே தூள் விகிதத்துடன் கூடிய லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் அணியும் வீதம் படம் 9 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி சுமையுடன் மாறுபடும். Ti6Al4V மற்றும் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்குகளின் அணிய விகிதம் சுமையின் அதிகரிப்புடன் அதிகரிக்கிறது, மேலும் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்குகளின் அணியும் வீதம் மிகக் குறைவாக உள்ளது. Ti6Al4V அடி மூலக்கூறு பொருட்கள், உறைப்பூச்சு அடுக்குகளின் உடைகள் எதிர்ப்பு மிகவும் சிறப்பாக இருப்பதைக் குறிக்கிறது. உறைப்பூச்சு அடுக்குகளின் தேய்மான விகிதம் கடினமான கட்ட உள்ளடக்கத்துடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது. TiB2 தூள் விகிதம் 20% முதல் 30% வரை அதிகரிக்கும் போது, ​​TiB கடின கட்ட உள்ளடக்கம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் உடைகள் விகிதம் குறைகிறது; TiB2 தூள் விகிதம் 30% முதல் 40% வரை அதிகரிக்கும் போது, ​​TiB கடின கட்ட உள்ளடக்கம் மேலும் அதிகரிக்கிறது, மேலும் TiB2 தோன்றும், இதன் விளைவாக குறைந்தபட்ச உடைகள் விகிதம் 1.5 × 10-4 mm3/s மட்டுமே.

வெவ்வேறு சுமைகளின் கீழ் Ti6Al4V இன் SEM உடைகள் உருவவியல் படம் 10 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. படம் 10a இல் காணக்கூடியது போல, டைட்டானியம் அலாய் 20 N சுமையின் கீழ் மிகக் குறைந்த தேய்மான குப்பைகளை உருவாக்குகிறது, மேலும் அணியும் மண்டலம் ஒழுங்கற்ற, வளைந்த மற்றும் வைரமாக உள்ளது. வடிவமானது (படம் 10a இல் பகுதி A ஐப் பார்க்கவும்), Ti6Al4V என்பதைக் குறிக்கிறது அடி மூலக்கூறு பொருள் பரஸ்பர இயக்கத்தின் போது கடுமையாக சேதமடைகிறது. சுமை 40N ஆக அதிகரிக்கும் போது, ​​கல்லியின் ஆழம் அதிகரிக்கிறது (படம் 10b இல் பகுதி B ஐப் பார்க்கவும்), சிராய்ப்பு துகள்கள் விரைவாக அதிகரிக்கின்றன, மேலும் அடி மூலக்கூறு அணியும் செயல்முறையின் போது தேய்மானம் மற்றும் விலகல் ஏற்படுகிறது, எனவே சிராய்ப்பு உடைகள் மற்றும் பிசின் உடைகள் மிகவும் தீவிரமானவை. சுமை 60N ஆக இருக்கும்போது, ​​தேய்மான மேற்பரப்பில் சில பெரிய குழிகள் உருவாகின்றன (படம் 10c இல் பகுதி C ஐப் பார்க்கவும்), மற்றும் கீறல் மேற்பரப்பில் சிராய்ப்பு துகள்கள் குவிகின்றன (படம் 10c இல் பகுதி D ஐப் பார்க்கவும்). எனவே, அதிகரித்த சுமை உராய்வு மற்றும் அணியும் செயல்பாட்டின் போது டைட்டானியம் அலாய் பொருளின் உரிக்கப்படுவதை துரிதப்படுத்தும், மேலும் டைட்டானியம் அலாய் உராய்வு மற்றும் அணியும் செயல்திறன் மிகவும் மோசமாக உள்ளது. லி ஜேஎன் மற்றும் பலர். [17] மற்றும் வெங் எஃப். மற்றும் பலர். [18] டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகளின் இதேபோன்ற உடைகள் மேற்பரப்புகளும் கண்டறியப்பட்டன.

Ni + 40% TiB2 உறைப்பூச்சு அடுக்கு மிக உயர்ந்த மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் மற்றும் சிறந்த உடைகள் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, டைட்டானியம் அலாய் மேற்பரப்பில் Ni + 40% TiB2 உறைப்பூச்சு அடுக்கு லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் உடைகள் நுட்பத்தை ஆய்வு செய்ய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது. SEM உடைகள் உருவவியல் லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கு வெவ்வேறு சுமைகளின் கீழ் படம் 11 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. லேசர் கிளாடிங் லேயரின் மைக்ரோஹார்ட்னஸ் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது, எனவே டைட்டானியம் அலாய் விட கிளாடிங் லேயரின் அணியும் செயல்திறன் மிகவும் சிறப்பாக உள்ளது. படம் 11a இலிருந்து பார்க்க முடிந்தால், சிராய்ப்பு துகள்களின் எண்ணிக்கை வெகுவாகக் குறைக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் அளவும் மிகவும் சிறியதாகிவிட்டது (படம் 11a இல் A பகுதியைப் பார்க்கவும்). இது கடினமான NiB, TiB2 மற்றும் TiO2 கடினமான கட்டங்களின் தேய்மானம் [5]. சில சரிந்த கட்டமைப்புகள் அணிந்திருக்கும் உறைப்பூச்சு அடுக்கில் தோன்றும் (படம் 11b இல் பகுதி B ஐப் பார்க்கவும்). கட்டமைப்பு கடினமான கட்ட துகள்களாக இருக்க வாய்ப்புள்ளது. சிறிய உலோக சில்லுகள் அதிக சுமை தாங்கும் திறன் காரணமாக கோடிட்டவை, பள்ளங்கள் மற்றும் கீறல்கள் உருவாவதைத் தவிர்க்கின்றன. சுமை 40 N ஆக அதிகரிக்கும் போது, ​​லேமல்லர் ஸ்பாலிங் ஏற்படுவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகம், Ni + 40% TiB2 கிளாடிங் லேயரின் சிராய்ப்புத் தூசி கணிசமாக அதிகரிக்கிறது, தேய்ந்த மேற்பரப்பில் நுண்துளைகள் தோன்றும் (படம் 11b இல் பகுதி C ஐப் பார்க்கவும்), மற்றும் சிராய்ப்பு உடைகள் மற்றும் பிசின் உடைகள் அதே நேரத்தில் ஏற்படும். சுமை மேலும் அதிகரிக்கும் போது, ​​சிராய்ப்பு தூசி உறைப்பூச்சு அடுக்கு முழு தேய்ந்த மேற்பரப்புக்கும் பரவத் தொடங்குகிறது, மேலும் நுண் துளைகளின் ஆழம் மற்றும் அகலம் அதிகரிக்கிறது (படம் 11b இல் பகுதி D ஐப் பார்க்கவும்). இந்த நிகழ்வுகள் அனைத்தும் சுமை அதிகரிப்புடன், உடையக்கூடிய ஸ்பாலிங் மிகவும் தீவிரமடைகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது, மேலும் கலப்பு பூச்சு அதிக சுமை நிலைமைகளுக்கு ஏற்றது அல்ல.

4 முடிவு

Ti6Al4V அலாய் உடைகள் எதிர்ப்பை மேம்படுத்த, லேசர் உறைப்பூச்சு Ni மற்றும் TiB2 கலந்த தூளைப் பயன்படுத்தி டைட்டானியம் அலாய் மேற்பரப்பில் தயாரிக்கப்பட்டது. முடிவுகள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன.

(1) லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கின் XRD முடிவுகள், லேசர் உறைப்பூச்சு அடுக்கு முக்கியமாக TiB, TiB2, α-Ti, β-Ti, NiTi அலாய் திடக் கரைசல் மற்றும் TiO2 ஆகியவற்றால் ஆனது, மேலும் TiB2 தூள் விகிதத்தின் அதிகரிப்புடன், TiB2 கட்டம் உள்ளடக்கம் மேலும் அதிகரிக்கிறது.

(2) உறைப்பூச்சு அடுக்கு முக்கியமாக கருப்பு நீள்வட்ட கட்டம், நீளமான ஊசி போன்ற கட்டம் மற்றும் சுற்றியுள்ள செல்லுலார் கட்டம் ஆகியவற்றால் ஆனது. கருப்பு நீள்வட்ட கட்டம் TiB2, ஊசி போன்ற கட்டம் TiB மற்றும் சுற்றியுள்ள செல்லுலார் கட்டம் NiTi ஆகும். TiB2 சேர்க்கையின் அதிகரிப்புடன், TiB உள்ளடக்கம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் TiB மெட்டாலோகிராபிக் துகள்கள் கரடுமுரடானதாக மாறும்.

(3) TiB2 தூள் விகிதம் 40% ஆக இருக்கும் போது, ​​கிளாடிங் லேயரின் மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் அதிகபட்சமாக 920. 8HV1 ஐ அடைகிறது. 0, இது Ti3Al6V கலவையை விட 4 மடங்கு அதிகம். மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் அதிகரிப்பு உறைப்பூச்சு அடுக்கின் உடைகள் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது. சுமை அதிகரிக்கும் போது, ​​கலப்பு பூச்சுகளின் உடையக்கூடிய உரித்தல் மேலும் மேலும் தீவிரமானது, இது அதிக சுமை நிலைமைகளுக்கு ஏற்றது அல்ல.