Ti6Al4V合金表面等離子Ni合金層制備及其性能研究.pdf

1、鈦合金因具有密度低、比強度高、耐蝕性能優(yōu)等特點，而被廣泛應用于航空、航天、汽車等行業(yè)。但是其硬度低、耐磨性差，限制了在沖蝕環(huán)境下的應用。為此，表面改性是改善其性能的有效方法之一。本文利用雙輝等離子滲金屬技術，在Ti6Al4V合金表面制備出良好的Ni合金層，分析了保溫溫度和工作氣壓對Ni合金層形成的影響，進而優(yōu)化了工藝參數，并對合金層進行表征。研究了Ni合金層的納米力學性能和沖蝕性能，討論分析了不同沖蝕條件下的磨損機理。得出的主要結論如下

2、:
　　(1)采用雙輝等離子體合金化技術可以在Ti6Al4V合金表面制備出均勻、致密的Ni合金層。優(yōu)化的工藝參數為:保溫溫度930℃，工作氣壓35 Pa，極間距18 mm，保溫時間3h，壓差250 V。
　　(2) Ti6Al4V合金經等離子滲Ni合金化處理后，表面呈現“胞狀凸起”形貌，粗糙度增加。Ni合金層由三層結構組成，由表及里分別為:鎳沉積層、富鎳合金層、貧鎳合金層。Ni元素含量在滲層深度方向上存在3個成分平臺，逐層降

3、低，梯度分布。Ni合金層主要的相組成為:單質Ti、Ni，化合物Ni3Ti、Ti2Ni、NiTi、AlNi3。其中單質Ni在鎳沉積層形成，Ni3Ti、Ti2Ni、NiTi金屬間化合物在富鎳合金層形成。
　　(3)富鎳合金層的力學性能和沖蝕性能得到了明顯提高，貧鎳合金有所改善但效果不大，而鎳沉積層和Ni元素凹陷區(qū)明顯惡化，應盡量減少鎳沉積層的厚度。
　　(4)不同沖蝕載荷和角度下，Ni合金層以塑性沖蝕特性為主，磨損機制為微切削磨