TC4鈦合金復(fù)合涂層性能的研究.pdf

1、TC4鈦合金具有比強(qiáng)度高、加工技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。但由于摩擦系數(shù)大、工作溫度低限制了其應(yīng)用范圍。表面處理可以在保持TC4鈦合金基體力學(xué)性能的同時(shí)，改善材料的表面性能。本文采用熱浸鋁和微弧氧化復(fù)合處理的方法在TC4合金表面制備復(fù)合涂層，并對涂層的氧化性能進(jìn)行研究。
　　TC4鈦合金在750℃熔融鋁液中浸鍍3min后，表面形成一層純鋁鍍層，800℃擴(kuò)散退火3h后，純鋁層消失，轉(zhuǎn)變?yōu)橛蒚iAl3相組成的有許多孔洞的擴(kuò)散層。微

2、弧氧化后在TiAl3擴(kuò)散層表面形成了一層Al2TiO5陶瓷層。電解液中NaAlO2含量越高，膜層厚度越大，超過4g/L后，表面質(zhì)量變差。提高占空比和正向電壓都有利于陶瓷層的生長。
　　TC4基體和熱浸鋁試樣在850℃和900℃進(jìn)行循環(huán)氧化實(shí)驗(yàn)表明，熱浸鋁顯著提高了鈦合金的高溫氧化性。熱浸鋁試樣的氧化動(dòng)力學(xué)曲線呈拋物線形。850℃高溫氧化過程中，表面形成了一層致密的Al2O3保護(hù)層，在900℃高溫氧化后，表面出現(xiàn)了由Al2O3和Ti

3、O2組成的較厚的混合氧化層。分別對在電解液1（Na2SiO38g/L、KOH2g/L、NaAlO24g/L）和電解液2（Na2SiO38g/L、KOH2g/L）中復(fù)合處理的試樣在850℃、900℃和950℃進(jìn)行循環(huán)氧化實(shí)驗(yàn)，分析溶液成分對涂層高溫氧化性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合處理試樣在850℃高溫氧化性能優(yōu)于熱浸鋁試樣。900℃溫度下，由于Al2TiO5陶瓷層和TiAl3擴(kuò)散層熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致陶瓷層出現(xiàn)裂紋。氧化進(jìn)行至一定程度后，