Ti6A14V微弧氧化陶瓷層的制備及中溫摩擦性能研究.pdf

1、鈦合金耐磨性差是阻礙其在航空航天和汽車工業(yè)等領(lǐng)域的重要原因,本文采用微弧氧化技術(shù)在Ti6A14V表面成功的制備出具有良好的中溫耐磨性能的復(fù)合陶瓷層,對推動鈦合金和微弧氧化技術(shù)的應(yīng)用具有十分重要的意義。
　　 在微弧氧化陶瓷層制備方面,研究開發(fā)了兩種電解液體系,可在Ti6A14V合金表面獲得較好的效果。對于中溫耐磨性,以下幾個問題至關(guān)重要:基體和陶瓷層的熱膨脹差異,陶瓷層厚度適中而且有較高的硬度。基于以上,本文采用帶有中間過渡層的

2、復(fù)合陶瓷層,并且采用分液處理的方式來制備復(fù)合陶瓷層。中間過渡層采用直流恒壓電源處理,調(diào)整頻率和占空比來尋找結(jié)晶度較高且厚度適中的工藝參數(shù)。外側(cè)硬質(zhì)層是在交流恒流電源作用下制備的,主要探討了氧化時間和添加劑對表面粗糙度和厚度影響的。通過討論工藝參數(shù)對陶瓷層的影響,確定了一組陶瓷層效果較好的參數(shù)。
　　 復(fù)合陶瓷層表面存在大量的呈火山口狀的等離子體火花放電通道痕跡,XRD衍射結(jié)果表明陶瓷層的結(jié)構(gòu)主要由t-ZrO2、m-ZrO2及Al

3、2TiO5、γ-Al2O3組成。通過截面觀察,復(fù)合陶瓷層不是機械的疊加,因此具有良好結(jié)合界面。
　　 在陶瓷層中溫耐磨性方面,復(fù)合陶瓷層的摩擦系數(shù)低于基體的摩擦系數(shù),而且隨磨擦距離的增加呈逐漸減小的趨勢。而且,中間層的熱膨脹系數(shù)介于外層和基體之間,在環(huán)境下會起到減小陶瓷層之間的壓應(yīng)力,使得陶瓷層不會因為膨脹而損毀。研究表明:增加載荷和轉(zhuǎn)速都使得磨損率和摩擦系數(shù)增大,但摩擦系數(shù)均保持穩(wěn)定且隨著摩擦距離增大而減小,接近終點時,摩擦系