鈦合金表面復合涂層的制備.pdf

1、鈦合金具有比強度高、無磁和耐高低溫等優(yōu)良的性能，但也存在表面硬度低、摩擦磨損性能差等缺陷，限制了鈦合金的應用。本文以提高鈦合金的表面顯微硬度，改善鈦合金表面的耐蝕耐磨性能為目的；采用微弧氧化(MAO)和強流脈沖電子束(HCPEB)兩種技術復合處理，在Ti-6A1-4V合金(TC4)表面制備出新型復合金屬陶瓷涂層。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)、X-射線衍射儀(XRD)、顯微硬度計和萬能摩擦磨損試驗機及鹽霧腐蝕試驗箱研究膜層

2、形貌、膜層元素分布特點、相組成、表面顯微硬度、摩擦磨損，研究了膜層的形貌、相組成、元素分布、顯微硬度、摩擦磨損及耐蝕性能的變化。
　　 研究結果表明TC4合金在硅酸鹽體系電解液中微弧氧化生成粗糙的多孔陶瓷涂層，經(jīng)HCPEB處理后形成平整、致密的金屬陶瓷涂層。在低能量參數(shù)作用的HCPEB處理過程中，涂層表面殘存有MAO涂層的熔凝狀空隙，并出現(xiàn)裂紋狀紋理；隨著HCPEB的加速電壓、束流強度和脈沖次數(shù)的逐步提高，MAO所特有的空隙完全

3、消失，裂紋狀紋理分布更加密集、均勻。與MAO涂層相比，復合涂層中出現(xiàn)強烈的鈦基體衍射峰，且金紅石的衍射峰變強，銳鈦礦的衍射峰變弱。同時，EDS能譜顯示，復合處理后表面氧原子和鈦原子的比例約在1:3左右，遠小于2:1，即涂層由鈦金屬基體、金紅石和銳鈦礦相組成。
　　 硬度測試結果顯示，與基體相比，復合涂層的顯微硬度大幅提高；且在12kV，130A，10次的參數(shù)作用下，顯微硬度值達到1222HV。同時，顯微硬度在束流強度、加速電壓和