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1、TA15合金作為一種近α型中強(qiáng)度鈦合金,具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能和工藝性能,廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工及民用領(lǐng)域。但TA15合金硬度低、摩擦系數(shù)大、存在嚴(yán)重的粘著磨損和微動(dòng)磨損等缺陷,極大地影響了TA15合金作為結(jié)構(gòu)件的安全性和可靠性,限制了其應(yīng)用發(fā)展。針對(duì)上述問(wèn)題,本文采用雙層輝光等離子表面冶金技術(shù),在TA15合金表面制備Cr-Si復(fù)合滲層,以期望有效地解決其耐磨性能差的問(wèn)題。
TA15合金基體表面成功滲Cr后,再進(jìn)行等離子滲S
2、i處理,研究工作溫度、源極電壓、工作氣壓及保溫時(shí)間對(duì)Cr-Si復(fù)合滲層的組織成分、相結(jié)構(gòu)以及表面硬度的影響,確定最佳工藝參數(shù)。再者,進(jìn)行球-盤摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn),著重研究在不同載荷、速度、溫度、摩擦副以及環(huán)境條件下Cr-Si復(fù)合滲層的摩擦行為,并分析磨損機(jī)理。
結(jié)果表明:(1)最佳等離子滲Cr的工藝參數(shù):溫度950℃,時(shí)間3.5h,氣壓35Pa,極間距15mm,源極電壓950V,陰極電壓400V;最佳等離子滲Si的工藝參數(shù):溫度
3、950℃,時(shí)間3.5h,氣壓35Pa,極間距15mm,源極電壓1000V,陰極電壓450V。(2)最佳工藝參數(shù)下制備的Cr-Si復(fù)合滲層厚度約為40μm,成分呈梯度變化,具有沉積層和擴(kuò)散層的結(jié)構(gòu)特征。(3)XRD衍射結(jié)果表明,滲層物相以Si、Cr相為主,其余還含有(Cr, Si)相和(Ti, Si)相等。(4)Cr-Si復(fù)合滲層的納米硬度為10.371GPa,彈性模量為819.23GPa,較基體分別提高了近4倍和5倍。(5)球-盤摩擦磨
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