Ti6Al4V合金固體供硼等離子滲硼的研究.pdf

1、鈦及鈦合金以其比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能優(yōu)異、生物相容性好等優(yōu)良特性而廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)、化工等領(lǐng)域。然而，硬度低、耐磨性差等弱點限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。表面改性處理是解決這些問題的可行途徑之一。 金屬材料通過表面滲硼處理可大幅度提高其表面的耐磨性能。針對傳統(tǒng)滲硼方法工藝環(huán)境差、效率低等缺點，本文采用雙層輝光等離子滲硼技術(shù)，以固體化合物FeB為供硼源，研究了Ti6Al4V合金固體供硼等離子滲硼工藝及改性層的性能。 化合物

2、硼鐵源極的濺射量大小是實現(xiàn)固體供硼等離子滲硼的關(guān)鍵，而源極溫度對濺射影響較大。通過選擇不同源極溫度，探討了源極的失重及試樣的增重規(guī)律，發(fā)現(xiàn)隨源極溫度的升高，源極失重增大，試樣增重也隨之增加，試樣的吸收率在源極溫度為1000℃時達(dá)到最大1.12％。在此基礎(chǔ)上，對比研究了塊狀FeB與粉末狀FeB作為源極的等離子滲硼效果。結(jié)果表明，以塊狀FeB為源極時，滲硼效果較好，在Ti6Al4V基材上形成了一層均勻的滲硼層。 對滲硼層的微觀組織、

3、成分分布、相結(jié)構(gòu)和硬度進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，滲層硼元素呈梯度分布；滲層相組成主要為FeB及α-Ti和β-Ti；試樣經(jīng)滲硼處理后表面硬度顯著提高。滲硼試樣多沖試驗顯示處理溫度較低時，滲硼層與基材具有較好的協(xié)同變形能力。球-盤磨損試驗表明，滲硼處理后的試樣摩擦系數(shù)有所增大；磨痕寬度相對于基材變?。辉嚇幽p量顯著減少。試樣經(jīng)滲硼處理后在0.5mol/L H2SO4、0.5mol/L NaCl、0.5mol/LNa3PO4溶液中的的電化學(xué)腐蝕抗