TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜层形貌及性能研究

对TCA钛合金进行微弧氧化处理,在其表面制得陶瓷膜层,利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪以及显微硬度对膜层形貌、结构和性能进行分析,并在20%H2SO4溶液中作腐蚀实验。结果表明,陶瓷膜层与基体结合良好,表面呈微孔形貌,类似于火山堆,由金红石和锐钛矿构成,与基体相比,硬度及耐腐蚀性得到提高。

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T 4钛合金微弧氧化陶瓷膜层形貌及性能研究 C雷源源，张晓燕，会，李远王丽( .州大学材料科学与冶金工程学院， 1贵贵州贵阳 50 0;.州省材料结构与强度重点实验室，州贵阳 5OO ) 50 32贵贵 5O3摘要： TA钛合金进行微弧氧化处理，对 C在其表面制得陶瓷膜层，用 X射线衍射、利扫描电镜、能谱仪以及显微硬度对膜层形貌、结构和性能进行分析，并在 2% H S溶液中作腐蚀实验。结果表明， 0 O陶瓷膜层与基体结合良好，面呈微孔形貌，表类似于火山堆，由金红石和锐钛矿构成，与基体相比，硬度及耐腐蚀性得到提高。 关键词：钛合金微弧氧化陶瓷膜层性能文章编号：02— 86 2 1 )6一 06— 2 10 68 ( 10 O6 0 0中图分类号：G 7 T 18文献标识码： A

M e r n e t r nd Pr pe t t d fTC4 Tia i m ly M ir a c Oxd t n Ce a c mb a e F a u e a o ry S u y o tn u Al c o r i a i r mis o oLEIYua yu n, n a ZHANG a y n, an i W ANG Xi o a LIYu hu, Li

Ab t a t Th e a c me lr n so t ie n t e s ra e o e T 4 t a i m l yb d p i gXRa,d f a t mee, c n s r c: e c r mi n a e wa b an d o u c f h C i nu al y a o t b h f t t o n y i re o tr s a— fl g ee t n c mir s o e a d E e g s e s p er s o y a d mimh r n s e t r o a ay e t e fau e sr cur nd p o ery o血l lcr i o c o c p n n ry Dip re S e t ) p n e a d e s tse n lz h e t r s tu t ea r p t f (e t.

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0前言钛合金具有重量轻，比强度高，热稳定性好等优良的综合性能，广泛应用于航卒、航天以及民用工、但钛合 中，表面硬度较低，性及耐腐蚀件较差，了克服这些耐磨为缺点，内外肝发出多种表面改性的方法，曼有湿式镀罔主法、堆法、射法、扩散法，彳化学气相沉积溅热还丁

金表面的油类污染物，加润湿性，用丙酮除油，后去增采最

离子水清洗，吹干后放人电解槽中根据试验要求进行微弧氧化处理，化后洗去残留在试样表面的电解液，氧吹干，放

入样品袋巾为后续测试使用。本实验工艺流程图如下：样品一打磨一抛光一丙酮除油一去离子水清洗一微弧氧化一

清洗一微观分析及能测试。

( V )物理气相沉积 ( V )等离子喷涂、 C D、 PD、表面纳米化、离子沣人、光熔覆等。但这些方法都有自己的局限性，激 例/金微氧化膜厚度一般小于 lt}硬度较低。\ m,f x= . j他技术午比，氧化成本低、作简单、 H微弧操不需要真空或低温条件、液配方简、用时问长、护方便、染溶使维污少。小义采『微弧氧化 1岂在 T 4合金表面制得陶瓷『 j - C钛膜层， H X射线衍射、描电镜以及显微硬度计进行分利 _】扣析，微弧瓴化陶瓷膜的结构形貌以及对性能的影探索响

2实

验结果及分析21 .膜层厚度及形貌

图 1 TA钛合金微弧氧化陶瓷膜层在扫描电镜下是 C的照片，图可看出微弧氧化制得的膜层和基体结合良从 好，度约为 1 m。图 2陶瓷膜层 S M图，形貌呈厚 0I x是 E其做孔状，似于火山堆，孔大小均匀，径大约是 2 m,类微直 并且分布均匀，些微孔就是溶液与基体反应的通道，这也是电火花产生时，融态的氧化物喷发出来时经过的通熔道，应过程中在电火花的作用下，化陶瓷层以小孔为反氧

中心，经过生成氧化物的不断熔化和迅速凝固并相互结合

l实验材料及方法验材料为 T 4钛合金， C微弧氧化实验在『制的微 j弧氧化验装卜进行，该装置主芟由电源、控制系统、微弧氧化实验槽、搅拌器和冷却系统组成。在进行微弧氧化

而增厚。 2 2膜层成分分析 .

将微弧氧化后的试样清理吹干过后进行 x射线衍射分析，如图3所示，通过衍射图可观察到各衍射峰尖锐并且变化较为连续，明体系结晶度较好。由图可以明显的说看出在基体表面生成了金红石和锐钛矿。又对其作能谱

之，对钛合金表面进行预处理，Ⅲ表_用砂纸打磨至无明划痕，用金相抛光机进行机械抛光， _去钛合 然为r除

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