鈦合金微弧氧化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、鈦及鈦合金具有比強(qiáng)度高、熔點(diǎn)高和生物兼容性優(yōu)良等性能，在航空、航天、航海、紡織及生物醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但鈦及其合金本身耐磨耐蝕性較差、硬度較低，在實(shí)際應(yīng)用中常常因?yàn)椴牧媳砻媸艿狡茐亩?，一般都要?duì)其材料表面處理以獲得優(yōu)良性能。微弧氧化是一種有效提高鈦及其合金性能的表面處理技術(shù)，該技術(shù)旨在材料表面生成具有高硬度、強(qiáng)耐磨耐蝕性的致密陶瓷膜層，有助于延長材料的使用壽命并擴(kuò)大了其應(yīng)用領(lǐng)域。本文利用微弧氧化脈沖電源在TC4鈦合金表面

2、制備了陶瓷膜層，研究了電參數(shù)對(duì)膜層性能的影響；提出了階梯式電流密度方式，探討了該電流密度方式對(duì)膜層性能的影響；本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)首次引入到鈦合金微弧氧化技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)了膜層厚度、粗糙度及硬度等指標(biāo)的預(yù)測(cè)，本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　(1)建立了L9(34)正交試驗(yàn)表，以TC4鈦合金微弧氧化膜層的厚度、表面粗糙度、顯微硬度為性能指標(biāo)，確立所研究參數(shù)(電流密度、脈沖頻率、占空比)范圍的最優(yōu)值。對(duì)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)極差分析后得到：當(dāng)電流

3、密度為10A/dm2，脈沖頻率為500Hz，占空比為10％時(shí)，膜層的綜合性能達(dá)到最佳。同時(shí)研究了電參數(shù)對(duì)膜層表面形貌、相組成及耐腐蝕性的影響。
　　(2)在最優(yōu)電參數(shù)組合的基礎(chǔ)上設(shè)立梯度電流密度參數(shù)。在恒電流密度模式和梯度電流密度模式下制備TC4鈦合金微弧氧化膜層，研究了不同電流密度模式對(duì)膜層厚度、顯微硬度、表面粗糙度的影響，比較分析了兩模式下膜層表面形貌、相組成和耐蝕性的差異。
　　(3)結(jié)合正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)