基于電火花沉積鈦及鈦合金表面改性層微觀組織及性能研究.pdf

1、鈦合金擁有密度小、比強度高、耐熱性好、抗疲勞和蠕變性能好等優(yōu)點，在航空、航天、航海、能源化工、汽車、冶金和核工業(yè)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。鈦及鈦合金的硬度較低，摩擦系數(shù)較大，耐磨性差，性質(zhì)非常活潑，制約了其應(yīng)用。采用電火花沉積技術(shù)，對鈦及鈦合金進行表面改性，可以改善其表面性能。
　　本研究利用DZ-4000Ⅲ電火花沉積/堆焊機在TA2基體上制備了NiCr、CoCr、WC改性層，對改性層組織、性能以及結(jié)合機理進行了研究。研究表明：隨著沉積

2、電壓增大，改性層質(zhì)量顯著降低，改性層表面及內(nèi)部出現(xiàn)的裂紋等缺陷增多；改性層厚度并不是隨著沉積時間增加而持續(xù)增加；改性層與基體之間的主要元素發(fā)生了擴散。三種改性層中，CoCr改性層質(zhì)量較差，改性層表面微裂紋較多。WC改性層顯微硬度最高可達950.7HV200g，CoCr改性層次之，NiCr改性層最低；隨著與改性層表面距離的增大，改性層顯微硬度逐漸降低；硬度變化趨勢表明，改性層與基體間存在過渡區(qū)。WC改性層厚度太薄(僅為25μm左右)，且與

3、基體熔合較差，應(yīng)用受到限制。制備的 r/WC復(fù)合改性層(鋯做中間層)，硬度可達960.5HV200g，厚度可達50μm。探索了在TC11合金基體上制備ZrTi改性層，改性層厚度可達200μm，改性層顯微硬度可達700HV200g以上；改性層與基體之間的主要元素發(fā)生了擴散，且與基體結(jié)合很好，改性層內(nèi)部有少量氣孔，未發(fā)現(xiàn)微裂紋等缺陷，較好實現(xiàn)了TC11的表面改性。顯微分析表明，電火花改性層與基體材料之間屬于冶金結(jié)合。改性層自身具有較好的強度