Page 143 - 零件加工技术与智能化发展

第三章 不锈钢加工技术

常出现变形开裂、剥落损坏等现象。在不锈钢激光熔覆中应用的有 TiB2、TiC、
WC、TiN 和 CrC 等。Pang 等使用喷涂与激光熔覆技术在不锈钢表面混合沉积了
具有光学性能的 TiC/TiN-Ni/Mo 金属陶瓷涂层，并研究了涂层的吸收率、热发射

率、热稳定性和耐候性。结果表明，当 TiC/TiN 质量比为 1 ∶ 1 时，在 300K 下
的吸收率（α）为 84%，热发射率（ε）为 5%。此外，在 650℃下热处理 200h 后，
金属陶瓷涂层具有优异的热稳定性和耐候性。
3. 复合材料

复合材料粉末是指由两种或两种以上不同性质的固相颗粒经过机械混合形成
的粉末。复合粉末的成分范围十分广泛，通过不同的组分和比例，可以制备出各
种不同功能的复合粉末，从而获得优于单一材料涂层的性能。

（1）金属陶瓷复合材料
金属陶瓷复合材料一般以纯金属或合金作为主体，向其中加入或原位合成陶
瓷硬质颗粒。通过激光熔覆技术在基体上制备出陶瓷颗粒增强金属基复合涂层，
这种涂层将金属良好的韧性、可加工性和陶瓷材料优异的耐磨、耐蚀、耐高温和
抗氧化特性有机地结合起来。所以金属陶瓷复合粉末常被使用在不锈钢表面制备

耐磨、耐蚀、抗氧化涂层。Xu 等通过激光熔覆技术利用 4000W 光纤激光器制备
了 TiC 颗粒增强的 Inconel625 复合涂层。研究了激光熔覆复合材料中单个熔池的
形貌、颗粒分布、微观组织演变机理、力学性能和腐蚀性能。结果表明，TiC 增
强的 Inconel625 复合涂层中 TiC 颗粒分布均匀，组织细化。在熔覆过程中，TiC

颗粒周围几乎没有 Fe 和 Ni 的转变，但界面处有 Laves 相析出。与纯 Inconel625
涂层相比，TiC 增强的 Inconel625 涂层的显微硬度和抗拉强度有显著提高，并且
TiC 增强 Inconel625 涂层还表现出良好的耐腐蚀性能。
由于不锈钢等人体植入物在人体内会缓慢腐蚀，产生大量金属离子，对细胞

产生毒性作用。所以，在不锈钢表面制备生物陶瓷涂层也成为近年来的研究热点
之一。Mohammadzadeh 等使用预置法在 316L 不锈钢表面制备纳米羟基磷灰石 -
聚乳酸（nHA-PLA）复合涂层，通过观察其薄膜的微观结构和测试显微硬度，

并进行了电化学腐蚀试验和噻唑蓝（MTT）细胞毒性试验，研究了复合膜的体外
电化学和生物学特性。结果表明，涂层与基体材料的附着性良好，其平均表面硬
度达到 159HV，由于激光对 HA 涂层的处理使得 316L 不锈钢基材和人工模拟体
液（SBF）之间的电子和离子迁移减少，这导致了电化学反应和腐蚀速率的降低。

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