TiNi合金表面等離子滲Mo合金層性能的研究.pdf

1、鈦鎳合金因其良好生物相容性、耐磨耐蝕性、超彈性、高比強(qiáng)度等優(yōu)異性能廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。然而目前，在其產(chǎn)業(yè)化過程中仍存在兩大缺點(diǎn)。一是其較低的硬度。其一旦植入人體，需要長(zhǎng)時(shí)間的服役工作。其在經(jīng)受人體組織間過度磨損后會(huì)導(dǎo)致人體病變。二是，鎳本身是一種有致癌傾向的元素。其伴隨著磨損析出，會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞和組織發(fā)生過敏、中毒甚至癌變反應(yīng)。諸多表面改性方法均無法有效解決以上兩大制約因素。而鉬具有硬度高、高溫強(qiáng)度好、抗腐蝕能力強(qiáng)、力學(xué)性能優(yōu)異等一系列

2、優(yōu)點(diǎn)。為此，本文提出采用雙輝等離子滲金屬技術(shù)在TiNi合金表面進(jìn)行滲Mo處理形成與基體冶金結(jié)合且成分呈梯度分布的擴(kuò)散層，以改善以上制約因素。
　　采用雙輝等離子滲金屬技術(shù)在TiNi合金表面進(jìn)行滲Mo處理，研究各工藝參數(shù)對(duì)改性層性能的影響，通過分析對(duì)比得出了優(yōu)化后工藝參數(shù)為:溫度900℃、時(shí)間2h、氣壓40Pa、源極電壓-550V～-700V、工件極電壓-300V～-450V、源-工件極間距19mm。采用XRD和GDOES分析了滲層

3、相組成及成分分布，Mo改性層主要由Mo，MoTi，MoNi和Ti2Ni相構(gòu)成，其元素成分由表層沿基體內(nèi)部呈現(xiàn)梯度分布，形成了良好的冶金結(jié)合。
　　采用硬度計(jì)測(cè)試了Mo合金滲層的表面硬度和橫截面的硬度，結(jié)果顯示900℃和950℃處理下的Mo改性層顯微硬度分別為832.8HV和762.4HV，這是TiNi合金基體硬度的3倍左右;截面硬度呈梯度分布，具有很好的過渡性。
　　通過往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)對(duì)Mo合金改性層耐磨性能進(jìn)行研究，結(jié)果

4、表明900℃處理下Mo改性層表現(xiàn)出良好的減摩性;900℃和950℃處理下的Mo改性層耐磨損性能分別是基體的3.8倍和3.2倍，都具有好的耐摩擦磨損性能。測(cè)試分析了TiNi合金表面等離子滲Mo處理后耐腐蝕性能。取電化學(xué)反應(yīng)后試劑各10ml測(cè)量其Ni+濃度，ICP-MS7500CE質(zhì)譜儀分析結(jié)果顯示，900℃下Mo改性層的反應(yīng)溶液中Ni+為0.41ppm，950℃下Mo改性層的反應(yīng)溶液中Ni+為0.43ppm，而TiNi基體反應(yīng)溶液中Ni+