TC4鈦合金表面復合涂層的研究.pdf

1、鈦合金具有比強度高、中溫性能穩(wěn)定、耐蝕性好等優(yōu)點而成為航空航天的重要結構材料，但鈦合金硬度低、摩擦系數(shù)大，易發(fā)生嚴重的粘著磨損和氧化磨損，極大地影響了鈦合金結構的安全性和可靠性。本課題采用熱浸鍍鋁和微弧氧化相結合的表面處理技術，在鈦合金表面得到致密的復合膜層，研究處理前后鈦合金表面的硬度、耐磨性和耐蝕性的差異。
　　本課題包括兩部分：第一部分在鈦合金表面制得適合進行微弧氧化的熱浸鍍鋁層；第二部分在鍍層上完成微弧氧化實驗，以及檢測復

2、合膜層的性能。在TC4鈦合金上進行熱浸鍍實驗時，采用單一變量控制法，分別研究熱浸鍍溫度、熱浸鍍時間、熱擴散時間對膜層厚度和質量的影響規(guī)律。實驗表明，熱浸鍍溫度為730℃，熱浸鍍時間為3min，在800℃熱擴散溫度下擴散3h，可獲得厚度約為120μm，質量較佳的熱浸鍍擴散層，擴散層的主要成分為TiAl3合金。采用掃描電子顯微鏡觀測試樣的截面形貌發(fā)現(xiàn)，隨著熱浸鍍溫度的升高，熱浸鍍膜層總厚度及表面純鋁層厚度不斷地減小，而合金層厚度不斷增加；熱

3、浸鍍時間在90s~300s時，膜層合金層厚度隨熱浸鍍時間的延長而增大，膜層總厚度和表面的純鋁層厚度在不斷地減??；730℃熱浸180s的鍍層，在800℃下熱擴散180min后，純鋁層幾乎完全消失，鍍層轉變?yōu)橐訲iAl3為主要相成分的擴散層。采用硅酸鹽體系電解液對擴散層進行不同時間的微弧氧化處理，其表面形貌與TiAl合金經(jīng)微弧氧化處理后的形貌相似,擴散層經(jīng)微弧氧化處理30min后，膜層表面出現(xiàn)TiAl2O5相，陶瓷層的厚度隨氧化時間的延長而