铝酸盐溶液对TiAl合金微弧氧化膜生长和膜层特性的影响

摘要：

目的 改善TiAl合金表面结构,提高其力学性能.方法 利用微弧氧化(MAO)方法,在NaAlO2电解液中制备了TiAl合金表面的陶瓷膜,分析微弧氧化过程中不同阶段的膜层生长特点,并研究铝酸盐溶液对微弧氧化膜生长速率的影响.通过硬度测试和显微划痕测试方法,评价膜层对基体硬度的影响和膜/基结合力的变化.利用扫描电子显微镜(SEM)分析不同厚度膜层的结构,结合能谱仪(EDS)分析膜层中元素的分布变化.使用X射线衍射仪(XRD)分析膜层相结构的变化.结果 铝酸盐溶液中微弧氧化膜的厚度随着微弧氧化时间增加,可以达到57μm.微弧氧化过程分为明火花和暗火花生长两个阶段:前30 min是明火花生长阶段,生长速率可达1μm/min;后续时间为暗火花生长阶段,生长速率约为0.23μm/min.膜层包括致密内层和疏松外层.致密层中孔隙较少,Al、Ti含量较低;外层有较大的孔隙,Al含量较高,Ti含量较低.扫描电子显微镜结果显示,膜的内层与基体结合良好.显微划痕实验测得膜/基结合力达到45 N.陶瓷膜的相成分是Rutile-TiO2和Al2TiO5,且随着膜层变厚,Al2TiO5的相对含量上升.陶瓷膜的显微硬度随着膜厚度的增加而增加,120 min膜的显微硬度值可达1450 HV,是基体硬度的3倍多.结论 在NaAlO2中对TiAl合金进行微弧氧化处理,可以制备55μm的陶瓷层.该膜层与基体间有优异的结合力,可以有效改善基体的表面结构,提高材料的硬度,改善其耐磨性能.

关键词：TiAl合金、微弧氧化、液相等离子沉积、铝酸盐溶液、结构、硬度

所属期刊栏目：48

分类号：TG174.44(金属学与热处理)

资助基金：河南省科技发展计划项目162300410067

在线出版日期：2019-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：97-103