反應(yīng)電火花制備TiN沉積層工藝研究.pdf

1、反應(yīng)電火花沉積把電火花沉積技術(shù)和原位合成技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，利用電火花沉積過程的冶金反應(yīng)特點(diǎn)，使保護(hù)氣作為反應(yīng)氣與熔融的電極材料、基體材料與發(fā)生反應(yīng)，在沉積層中生成金屬氮化物增強(qiáng)相。采用DZ-1400型電火花沉積/堆焊機(jī)，以工業(yè)氮?dú)猓兌?9.5％）為保護(hù)氣和反應(yīng)氣，以純鈦TA2為電極，在鈦合金TC4表面制備了TiN沉積層，并對(duì)沉積層顯微特征及工藝參數(shù)對(duì)TiN沉積層厚度和耐磨性的影響進(jìn)行了分析。
　　 通過研究單點(diǎn)強(qiáng)化點(diǎn)的形貌特

2、征及其元素分布特點(diǎn)，沉積層表面形貌特征，所含元素和物相的特點(diǎn)，沉積層截面的金相組織特征和元素分布規(guī)律，分析了沉積層中TiN的顯微特征。結(jié)果表明：?jiǎn)吸c(diǎn)強(qiáng)化點(diǎn)中心形成微坑，四周呈濺射狀，N元素主要分布在坑的周圍。沉積層表面比較平坦，呈淺金黃色，主要含有Ti、N、O、C元素。沉積層主要由立方結(jié)構(gòu)的TiN相組成，同時(shí)存在少量的Ti2N。沉積層截面可分為沉積層、結(jié)合區(qū)、基區(qū)三部分。結(jié)合區(qū)與基體之間是冶金結(jié)合，TiN在沉積層縱向分布較均勻，結(jié)合層到

3、表層均有TiN。
　　 沉積層厚度是評(píng)價(jià)反應(yīng)電火花沉積TiN沉積層工藝性的一個(gè)重要指標(biāo)。沉積參數(shù)如輸出電壓、電容量、頻率、反應(yīng)保護(hù)氣流量和比沉積時(shí)間等均對(duì)沉積層厚度和質(zhì)量有較大影響。只考慮輸出電壓、電容量、頻率、反應(yīng)保護(hù)氣流量等沉積參數(shù)對(duì)沉積層厚度的影響時(shí)一般放電能量不宜過大，而宜采用中檔工藝規(guī)范進(jìn)行沉積，高電壓匹配中檔電容是較為理想的選擇；隨著電火花沉積頻率的增加，TiN層厚度也是不斷增加的；N2流量也是越大越好。