研究目的
研究不同激光功率的Nd:YAG激光表面处理对干摩擦条件下冷喷涂Ti-6Al-4V涂层与100Cr6钢配副摩擦学性能的影响。
研究成果
激光表面处理显著提高了冷喷涂Ti-6Al-4V涂层的表面硬度和耐磨性，更高的激光功率因快速冷却和硬质马氏体相的形成而带来更显著的改善。摩擦学性能得到增强，减少了磨损并改变了摩擦行为，使其成为航空航天应用中极具前景的方法。
研究不足
本研究仅限于干燥条件和室温环境，未探究润滑或高温的影响。较高功率的激光处理可能导致表面裂纹，可能影响长期耐久性。较高激光功率涂层的特定磨损率无法测量，表明检测方法可能存在局限性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用Nd:YAG激光以不同功率对冷喷涂Ti-6Al-4V涂层进行表面处理，探究其表面特性与摩擦学行为的变化，并考虑了激光-材料相互作用及磨损机制的理论模型。
2：样品选择与数据来源：
使用商用Ti-6Al-4V基材，通过冷喷涂工艺制备Ti-6Al-4V粉末涂层。样品经线切割和抛光处理。
3：实验设备与材料清单：
高压冷喷涂系统、Nd:YAG激光器、表面轮廓仪、扫描电子显微镜、维氏显微硬度计、球盘式摩擦试验机、光学显微镜、ImageJ软件、用于清洗的乙醇、Ti-6Al-4V粉末（粒径1-45微米）、直径6毫米的100Cr6钢球。
4：实验流程与操作步骤：
沉积涂层后采用50-200瓦激光功率处理，表征表面形貌与硬度，在室温干摩擦条件下测试与钢球的摩擦磨损性能，包含超声乙醇清洗步骤。
5：数据分析方法：
通过轮廓仪测量表面粗糙度，维氏硬度计测试硬度，根据磨痕尺寸计算磨损率，记录摩擦系数，采用SEM和OM进行微观结构分析，多组测量数据取统计平均值。
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获取完整内容-
Nd:YAG laser
500 watt nanosecond pulsed
Not specified
Used for laser surface treatment of coatings
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High pressure cold spray system
Not specified
Not specified
Used to deposit Ti-6Al-4V coatings
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Surface profilometer
Not specified
Not specified
Measured surface topography and roughness
-
Scanning electron microscope
Not specified
Not specified
Observed surface morphologies and wear tracks
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Vickers micro-hardness tester
Not specified
Not specified
Measured hardness of coatings
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Ball-on-disk tribometer
Not specified
Not specified
Evaluated friction and wear properties
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Optical microscope
Not specified
Not specified
Observed microstructures and wear morphologies
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ImageJ software
Not specified
Not specified
Analyzed porosity levels from micrographs
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100Cr6 steel ball
6 mm diameter
Not specified
Used as counterface in tribological tests
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Ti-6Al-4V powder
Size: 1-45 μm
Commercial
Used for cold spray deposition
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