TC4钛合金微弧氧化复合陶瓷膜制备及性能研究

发布时间：2018-05-25 10:35

本文选题：TC4钛合金 + 微弧氧化　；参考：《沈阳理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文采用微弧氧化技术,通过向电解液中分别添加不同的陶瓷颗粒(Si C、Si O2),在TC4钛合金表面制备复合陶瓷膜。由于单一组分陶瓷膜性能或多或少存在一些不足之处(如耐磨耐蚀性能较差),本课题欲制备出含有多种组分的复合陶瓷层,并采用采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD),MMA-1万能摩擦磨损试验机研究了不同的陶瓷颗粒对膜层微观组织结构、元素分布特征、相组成和耐磨性能的影响。在硅酸钠、六偏磷酸钠、钨酸钠、氢氧化钾组成的基础电解液中进行微弧氧化处理。采用正交试验的方法,以膜层表面形貌质量和膜层厚度作为衡量指标,确定电解液中各个成分的含量。然后采用单因素试验的方法,在选定好电解液配方的条件下,研究微弧氧化电参数(正向电压、脉冲频率、占空比)和氧化时间对膜层的影响,并确定最佳工艺参数。本文实验条件下得最佳电解液配比为:硅酸钠6g/L,六偏磷酸钠5g/L,钨酸钠2.5g/L,氢氧化钾1.5g/L;最佳工艺参数为:正向电压450V,脉冲频率300HZ,占空比30%,氧化时间25min。在基础电解液中分别添加不同量的Si C(3μm)和Si O2(3μm)粉末制备复合陶瓷膜,研究不同陶瓷颗粒对膜层的影响。结果表明:适当地添加陶瓷颗粒能够使微弧氧化膜层表面变得致密平整且厚度增加,添加9g/L Si C和6g/L Si O2做制备出膜层的厚度最大,分别达到20.7μm和21.8μm。通过截面线扫描结果可知Si C和Si O2颗粒能进入到陶瓷层中。通过XRD分析可知,这两种膜层中都含有α-Ti、金红石型Ti O2和锐钛矿型Ti O2相。添加有Si C颗粒的膜层中有部分α-Si C转变为β-Si C,Si O2颗粒进入到膜层中并不发生相变反应,仍以晶体Si O2的形式存在。经过摩擦磨损测试,Si C和Si O2颗粒能够明显提高膜层的耐磨性能,添加9g/L Si C和6g/L Si O2做制备出膜层的磨损量最少,耐磨性能最好,其耐磨性能比未添加陶瓷颗粒膜层分别提高了180%和133%。相对于未添加陶瓷颗粒的膜层,添加Si C和Si O2颗粒的膜层的腐蚀电位明显提高,分别由未添加的-0.77V升高到-0.56V和-0.5V,膜层的耐蚀性能增强。
[Abstract]:The effects of different ceramic particles on the microstructure , distribution of elements , phase composition and wear resistance of different ceramic particles were studied by means of SEM , XRD and MMA - 1 universal friction wear testing machine . Friction and wear tests , Si C and Si O 2 particles can obviously improve the wear resistance of the film layer , the wear resistance of the films is the least , the wear resistance of the films is improved by 180 % and 133 % than that of the non - added ceramic particles . The corrosion potential of the films with Si C and Si O2 particles is increased obviously compared with the film layer without ceramic particles , and the corrosion resistance of the film layer can be enhanced by the addition of the non - added - 0.77 V to - 0.56 V and - 0.5V respectively .
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ174.1;TB383.2

【参考文献】