反應電火花制備TiN沉積層工藝研究.pdf

1、反應電火花沉積把電火花沉積技術和原位合成技術有機地結合起來，利用電火花沉積過程的冶金反應特點，使保護氣作為反應氣與熔融的電極材料、基體材料與發(fā)生反應，在沉積層中生成金屬氮化物增強相。采用DZ-1400型電火花沉積/堆焊機，以工業(yè)氮氣（純度99.5％）為保護氣和反應氣，以純鈦TA2為電極，在鈦合金TC4表面制備了TiN沉積層，并對沉積層顯微特征及工藝參數(shù)對TiN沉積層厚度和耐磨性的影響進行了分析。
　　 通過研究單點強化點的形貌特

2、征及其元素分布特點，沉積層表面形貌特征，所含元素和物相的特點，沉積層截面的金相組織特征和元素分布規(guī)律，分析了沉積層中TiN的顯微特征。結果表明：單點強化點中心形成微坑，四周呈濺射狀，N元素主要分布在坑的周圍。沉積層表面比較平坦，呈淺金黃色，主要含有Ti、N、O、C元素。沉積層主要由立方結構的TiN相組成，同時存在少量的Ti2N。沉積層截面可分為沉積層、結合區(qū)、基區(qū)三部分。結合區(qū)與基體之間是冶金結合，TiN在沉積層縱向分布較均勻，結合層到

3、表層均有TiN。
　　 沉積層厚度是評價反應電火花沉積TiN沉積層工藝性的一個重要指標。沉積參數(shù)如輸出電壓、電容量、頻率、反應保護氣流量和比沉積時間等均對沉積層厚度和質量有較大影響。只考慮輸出電壓、電容量、頻率、反應保護氣流量等沉積參數(shù)對沉積層厚度的影響時一般放電能量不宜過大，而宜采用中檔工藝規(guī)范進行沉積，高電壓匹配中檔電容是較為理想的選擇；隨著電火花沉積頻率的增加，TiN層厚度也是不斷增加的；N2流量也是越大越好。