电解质对钛合金微弧氧化放电方式和耐磨性能的影响

摘要：

目的 通过比较添加微量磷酸盐对放电方式的影响,表征各膜层的微观结构与成分组成,研究分析放电方式差异对膜层耐磨性能的影响.方法 在3组电解液中分别进行TC4 钛合金微弧氧化,以磨损率为指标判定每组的最优配比.通过扫描电子显微镜(SEM)观察膜层表面与截面微观形貌.使用X 射线能量色散谱仪(EDS)分析膜层表面和磨损区域的元素分布情况.使用 X 射线衍射仪(XRD)表征膜层物相结构组成,通过维氏显微硬度计测量膜层的硬度,使用摩擦磨损试验机进行膜层摩擦学性能测试,并通过三维形貌仪分析磨痕轮廓.结果 在铝酸盐电解液中添加磷酸盐电解质后会增强A、C型放电,减弱B型放电,使制得膜层的缺陷(微孔与微裂纹)明显增多,产生了较厚的疏松层,并且随着电解液中磷酸根离子的增多,放电方式进一步受影响,膜层磨损率也大幅增加.而不添加磷酸盐的 20 g/L铝酸盐浓度制备的钛合金微弧氧化膜层在15 N高载荷滑动干摩擦下的摩擦系数为0.6～0.7,磨痕窄且浅,磨损率仅为基体的7.22%.结论 磷酸盐电解质极易引起杂质放电,导致微弧氧化反应时B型放电显著减弱,A、C型放电大幅增加,导致膜层致密性显著降低,严重降低了微弧氧化膜层的耐磨性能.20 g/L铝酸盐电解液制备的钛合金微弧氧化膜层缺陷少、硬度高、厚度大,显著改善了高载荷下钛合金的耐磨性能.

关键词：TC4钛合金、微弧氧化、放电方式、膜层缺陷、耐磨性能

所属期刊栏目：52

分类号：TG174.451(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：216-225,236