鈦合金用多弧離子鍍氮化物涂層.pdf

1、鈦合金具有較高的比強(qiáng)度，如果在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中盡可能使用鈦合金取代不銹鋼和鎳基高溫合金制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)零部件，可以大大減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，提高其推重比。針對(duì)鈦合金本身耐摩擦性能差，摩擦表面易粘著磨損以及在較高溫度下氧化腐蝕嚴(yán)重和溶氧致脆問題，本文采用了多弧離子鍍技術(shù)在TA11合金表面制備了三種不同成分的涂層，分別是:Ti0.7Al0.3N/TiN(內(nèi)層為TiN，外層為Ti0.7Al0.3N)、Ti0.49Al0.49Y0.02N/TiN(

2、內(nèi)層為TiN，外層為Ti0.49Al0.49Y0.02N)、Ti0.48Al0.48Y0.04N/TiN(內(nèi)層為TiN，外層為Ti0.48Al0.48Y0.04N)涂層。研究其硬度、耐磨性、抗沖刷性能以及400℃服役溫度下的抗氯化鈉鹽膜+水蒸氣協(xié)同腐蝕、抗熱震、抗熱循環(huán)、抗恒溫氧化等性能。
　　研究表明:TA11基體合金表面的平均硬度約為300HV，Ti0.7Al0.3N/TiN、Ti0.49Al0.49Y0.02N/TiN、Ti

3、0.48Al0.48Y0.04N/TiN涂層均顯著提高了TA11合金表面的硬度，分別為1900HV，3000HV和5150HV。鋁含量的增加及Y元素的加入明顯提高了涂層的硬度。硬度是影響試樣耐磨性及抗沖刷性能的重要因素之一，涂層試樣的耐磨性和抗沖刷性能的優(yōu)劣順序?yàn)門i0.48Al0.48Y0.04N/TiN＞Ti0.49Al0.49Y0.02N/TiN＞Ti0.TAl0.3N/TiN涂層。
　　在海洋環(huán)境下服役的飛機(jī)，壓氣機(jī)部件面

4、臨著由水蒸氣和固態(tài)NaCl協(xié)同作用引起的加速腐蝕問題。由于遭受Cl和O等的共同作用，鈦合金以“活化氧化”機(jī)制發(fā)生腐蝕，水蒸氣的存在又促進(jìn)了中間產(chǎn)物HCl(g)的生成，HCl(g)會(huì)循環(huán)地與基體發(fā)生反應(yīng)，引起加速的催化腐蝕過程。涂層經(jīng)預(yù)氧化處理后的Ti0.7Al03N/TiN、Ti0.49Al0.49Y0.02N/TiN、Ti0.48Al0.48Y0.04N/TiN涂層均顯著提高了TA11的抗氯化鈉鹽膜和水蒸氣協(xié)同腐蝕性能，阻礙了揮發(fā)性氯