鈦合金TC11等離子表面滲Mo的摩擦磨損性能.pdf

1、TC11合金是我國(guó)自主開發(fā)的一種鈦合金，具有良好的高溫強(qiáng)度、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性和抗蠕變性能，可以在500℃下長(zhǎng)期工作。但是TC11合金的導(dǎo)熱系數(shù)小，摩擦系數(shù)大，極大地影響了鈦合金結(jié)構(gòu)的安全性。本文采用等離子表面冶金的方法對(duì)鈦合金TC11表面進(jìn)行滲Mo處理，從而解決TC11存在的耐磨性不足的缺陷，克服其在應(yīng)用中存在的局限性。
　　本課題的主要研究?jī)?nèi)容：(1)研究滲Mo工藝參數(shù)對(duì)滲層厚度及滲層各項(xiàng)性能的影響規(guī)律，得出最佳工藝；(2)通

2、過OM，SEM，EDS，XRD對(duì)滲Mo層的形貌，組織成分以及相組成等進(jìn)行分析；(3)通過劃痕試驗(yàn)和顯微硬度的測(cè)定，對(duì)滲層與基體進(jìn)行納米壓痕測(cè)試，分析滲Mo層的基本力學(xué)性能；(4)在不同載荷、不同溫度、不同速度和不同摩擦副條件下對(duì)基體與滲層進(jìn)行球盤磨損試驗(yàn)，計(jì)算其磨損率，分析摩擦磨損行為及機(jī)理。
　　通過對(duì)各工藝下滲層性能綜合分析，得出最佳工藝參數(shù)如下：源極電壓950V；陰極電壓450V；極間距15mm；溫度950℃；工作氣壓40P

3、a；時(shí)間3h。滲Mo層表面均勻致密，由沉積層和擴(kuò)散層組成，厚度為30μm。表面的Mo含量為65％，然后由表及里呈梯度降低。沉積層與基體結(jié)合力為70N。滲層表面顯微硬度達(dá)1034HV0.1。滲層主要由固溶態(tài)Mo以及Al8(Ti3-xMox)(0＜x＜3)和Al3Ti等化合物組成。
　　TC11經(jīng)過等離子表面滲Mo改性后，各種因素下耐磨性能較基體都有了很大提高，試驗(yàn)結(jié)果顯示：在載荷330g的不同速度因素條件下，改性層在5-10m/mi

4、n為輕微磨損，10-20m/min時(shí)屬于嚴(yán)重磨損，而基體在5-15m/min為輕微磨損，15-20m/min為嚴(yán)重磨損。不同載荷條件下，滲層在各速度下都為穩(wěn)定磨損，基體在10m/min與15m/min時(shí)存在線性變化的穩(wěn)定磨損，而5m/min與20m/min時(shí)存在輕微磨損與嚴(yán)重磨損兩個(gè)階段。不同溫度條件下存在著不同的磨損機(jī)制，但基體的磨損率要遠(yuǎn)大于滲層，基體磨損率的最大值出現(xiàn)在200℃，而滲層的拐點(diǎn)為300℃；不同的摩擦副決定著不同的摩擦