Influence of the Parameters on the Laser Deposited TiAl Layer

Abstract

TiAl based intermetallic compound claddings were produced on TA15 alloy surface by using laser depositing technology to melt Ti-46Al-2Cr metal powders. An interface layer between TA15 substrate and the TiAl claddings was formed. The influence of laser power, scanning speed and number of cladding layers on the interface layer and the hardness of TiAl claddings were investigated. Higher laser power and lower scanning speed made the interface layer thicker. Increasing the laser power and especially the scanning speed could improve the hardness of the TiAl claddings. When the second TiAl layer was deposited, there was no interface layer formed between the two TiAl layers, but the hardness of the first layer decreased and the second TiAl layer was softer than the first layer due to the rough microstructure.

Desarrollo y caracterización de recubrimientos TiAl mediante procesado láser coaxial sobre Ti6Al4V.

“…La influencia de la potencia del láser, velocidad de pasada, caudal de polvo suministrado en una o varias capas de recubrimiento ha sido investigada [Zhang et al 2011] y se conoce que influye directamente en la microestructura obtenida, así como en las propiedades mecánicas del recubrimiento.…”

“…Se han presentado varios trabajos donde se recubren piezas de Ti6Al4V con capas de TiC/Ti con polvos predepositados y se ha logrado mejorar la resistencia al desgaste, los parámetros utilizados han sido potencia de 6000 W y velocidad de 648 mm/min [Wu et al 2005] El Ti6Al4V ha sido recubierto con TI6Al4V y con Ti6Al4V aleado con diferentes porcentajes de TiC, determinándose la relación entre la energía especifica del láser E y la dilución de las partículas de TiC, consiguiéndose que un incremento de la energía E permite una mayor dilución de partícu-las en la matriz de titanio que solidifican en forma de dendritas, también se ha encontrado el efecto de la potencia del láser en los propiedades del recubrimiento; con esta aleación se ha trabajado en el rango entre 500 y 1000 W y velocidades entre 300 y 960 mm/min y caudal de polvo de 1 a 5 g/min [Candel et al 2010, Candel et al 2014, Sampedro et al 2011 Sun y colaboradores [Sun et al 2001], recubrieron por laser cladding el Ti6Al4V con una mezcla de TiC y NiCrBSi, investigando la influencia de la energía específica del láser E con el grado de disolución de las partículas de TiC, encontraron que al superarse el 50% de partículas en la capa se pierden las propiedades mecánicas deseables. El Ti6Al4V también ha sido recubierto con NiCoCrAlY con polvos predepositados, lográndose duplicar la dureza del recubrimiento [Meng et al 2005b] Existe un parámetro muy importante a considerar en vista de la alta reactividad del titanio con el oxígeno explicada anteriormente, cuando se realiza un proceso laser cladding es necesario seleccionar un gas de protección que afecta lo menos posible el recubrimiento y que brinde la suficiente protección, en este aspecto algunos investigadores han realizado este estudio en procesos efectuados sobre Ti6Al4V analizando a su vez el efecto de todas las variables del proceso (P, v y F) sobre los recubrimientos obtenidos, específicamente utilizando gases de Argón y de Helio [Candel 2012] Por otro lado, en cuanto a aluminuros de titanio, se tiene una aleación de titanio Ti6Al2Zr1Mo1V que ha sido recubierta por plaqueado láser con Ti46Al2Cr (%at), encontrándose la influencia de la potencia del láser y de la velocidad de pasada sobre la dureza del recubrimiento obtenido, con potencias entre 1000 y 2500 W, velocidades de 300 y 400 mm/min y caudal de polvo de 1.5 g/min [Zhang et al 2011] Cárcel ] ha recubierto Ti6Al4V con Ti48Al2Cr2Nb (%at) con potencias entre 700 y 900 W, velocidades entre 300 y 600 mm/min y caudal de polvo entre 2 y 4 g/min, caracterizando los recubrimientos y encontrando la relación entre la velocidad de enfriamiento y las propiedades mecánicas obtenidas en los recubrimientos.…”