鈦合金表面離子滲鉬及耐磨性的研究.pdf

1、鈦合金（例如Ti6Al4V），具有比強度高、熱強性好、耐蝕及生物相容性好等優(yōu)點，廣泛應用于航空航天、化工、生物醫(yī)療領域，然而鈦合金耐磨性差以及易發(fā)生粘著的缺點，限制了它的應用。如何解決這個問題，一直是人們所關注的課題。
　　 離子滲金屬技術是一種在真空中利用源極濺射提供欲滲合金元素的滲鍍技術，具有離化率高、滲速快，鍍膜質(zhì)量較高的特點，是目前技術最先進的滲鍍技術之一。本文在Ti6Al4V基體上制備出了滲鉬層，并采用掃描電鏡（SEM

2、）、X射線衍射儀（XRD）、X射線能譜儀（EDS）、顯微硬度儀、高速滑塊磨損試驗機等方法對滲層的斷口形貌、相組成、成分、擇優(yōu)取向、顯微硬度和磨損性能等方面進行了深入的研究，并初步探討了其致硬、抗磨損機理。獲得如下主要結(jié)果：
　　 1.本實驗通過離子滲金屬技術在Ti6Al4V合金表面制備滲鉬層，滲鉬層為MoTi固溶體。Ti與Mo形成的是置換固溶體，合金層中MoTi相的出現(xiàn)使得材料的硬度值有了較大的提高，合金層的主要是由MoTi固溶

3、體組成。
　　 2.滲鉬層的硬度值最高可達700HV，比基體的硬度值提高了一倍。
　　 3.離子滲金屬工藝參數(shù)對滲層厚度和硬度的影響：
　　 （1）溫度越高，滲層越厚，硬度值提高。但是溫度超過1020℃，晶粒變得粗大；
　　 （2）保溫時間越長滲層越厚；氣壓值增加，滲層厚度增加，硬度值提高，但氣壓過高工件表面打弧現(xiàn)象很厲害，影響正常的滲金屬；
　　 （3）直流陰極電源滲鉬層的厚度比脈沖陰極電源滲鉬

4、層厚度值要大；
　　 （4）極間距越大，滲層越薄，硬度越低。極間距過小，不產(chǎn)生空心陰極效應；
　　 （5）隨著源極電壓和陰極電壓的升高，滲層逐步增厚，硬度值增大。但當源極電壓超過950V后，滲層鉬含量基本保持不變。
　　 4.通過實驗總結(jié)工作氣壓為30Pa左右；極間距取15～20mm；預轟擊時間設定為30min源極電壓設定在900V、陰極電壓為350V；滲金屬溫度1020℃，保溫時間4小時為最佳工藝。