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钛合金具有比强度高、中温性能稳定、耐蚀性好等优点而成为航空航天的重要结构材料,但钛合金硬度低、摩擦系数大,易发生严重的粘着磨损和氧化磨损,极大地影响了钛合金结构的安全性和可靠性。本课题采用热浸镀铝和微弧氧化相结合的表面处理技术,在钛合金表面得到致密的复合膜层,研究处理前后钛合金表面的硬度、耐磨性和耐蚀性的差异。本课题包括两部分:第一部分在钛合金表面制得适合进行微弧氧化的热浸镀铝层;第二部分在镀层上完成微弧氧化实验,以及检测复合膜层的性能。在TC4钛合金上进行热浸镀实验时,采用单一变量控制法,分别研究热浸镀温度、热浸镀时间、热扩散时间对膜层厚度和质量的影响规律。实验表明,热浸镀温度为730℃,热浸镀时间为3min,在800℃热扩散温度下扩散3h,可获得厚度约为120μm,质量较佳的热浸镀扩散层,扩散层的主要成分为TiAl3合金。采用扫描电子显微镜观测试样的截面形貌发现,随着热浸镀温度的升高,热浸镀膜层总厚度及表面纯铝层厚度不断地减小,而合金层厚度不断增加;热浸镀时间在90s300s时,膜层合金层厚度随热浸镀时间的延长而增大,膜层总厚度和表面的纯铝层厚度在不断地减小;730℃热浸180s的镀层,在800℃下热扩散180min后,纯铝层几乎完全消失,镀层转变为以TiAl3为主要相成分的扩散层。采用硅酸盐体系电解液对扩散层进行不同时间的微弧氧化处理,其表面形貌与TiAl合金经微弧氧化处理后的形貌相似,扩散层经微弧氧化处理30min后,膜层表面出现TiAl2O5相,陶瓷层的厚度随氧化时间的延长而增大,显微硬度明显高于扩散层的硬度,最大硬度可达870Hv;耐磨性随氧化时间的增长量先增强后减弱,最小摩擦系数降为0.25;膜层耐蚀性随氧化时间的延长先增强后减弱,最小腐蚀电位为-0.51v,微弧氧化处理时间为30min时,膜层的耐磨性和耐蚀性最佳。