TC11钛合金表面微弧沉积碳化钨涂层及耐烧蚀性能研究

发布时间：2022-01-05 05:19

　　考虑到钛合金导热系数较小,在不同温度下以WC为沉积材料,采用微弧沉积技术在TC11钛合金表面制备耐烧蚀涂层。分析了涂层的SEM微观形貌、显微硬度,利用摩擦磨损仪测试了涂层的磨损率;以某型大口径火炮实验平台模拟了发射状态下身管内膛工况条件,检测了涂层的耐烧蚀性能。结果表明:在200℃下将钛合金圆片预热2 h且沉积涂层后保温2 h条件下所制备的涂层外观形貌无裂纹,且涂层均匀致密、硬度高,耐烧蚀性能明显优于传统的炮钢材料。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(16)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

不同试样的SEM形貌

图2为不同试件的显微硬度以及磨损率。可看出，涂层的显微硬度与磨损率呈反相关，硬度越高，磨损率越低，此时其耐磨性能越好。涂层的平均硬度为1600.5HV，比基体提高了1.18倍。试件(1)、(2)、(3)磨损率明显低于基体，但是明显高于(4)号试件。因为微弧沉积技术是将涂层材料作为阳极材料，在高强度直流脉冲电流的作用下，与作为阴极的金属基体材料之间发生火花放电作用，形成暂态微小电弧。这个过程时间极短，作用时间仅为10-5～10-6s。阳极涂层材料被瞬间加热到8×103～25×103℃，所产生的高温熔滴熔渗到金属基材表面形成冶金结合的沉积斑。随着阳极的反复重叠运动，在基体表层形成了一定厚度的治金涂层。微弧沉积技术所制备的涂层属于冶金结合涂层，因而具有较高的结合强度和良好的工艺性能。又因碳化物材料自身具有高强度的耐磨损性，所以涂层硬度明显高于基体。由于试件(1)、(2)、(3)在沉积涂层过程中的工艺缺陷以及上述中的涂层表面微观形貌可知：微观裂纹、表面不均匀、不够致密是导致在磨损实验中涂层剥落的原因，而且随着磨损实验的进行，剥落会越来越严重。特别是在涂层本身硬度较高的情况下易导致脆性剥落，降低涂层的耐磨性能。2.3 耐烧蚀性能分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]工艺参数对钛合金激光熔覆CBN涂层几何形貌的影响[J]. 高霁,宋德阳,冯俊文.  表面技术. 2015(01)
[2]反应电火花沉积TiN/Ti复合涂层机理与性能[J]. 郝建军,黄继华,刘洪杰,赵建国,李建昌,马跃进.  材料热处理学报. 2009(03)
[3]美国炮管抗烧蚀涂层工艺技术新进展[J]. 郭瑞萍,王宝生.  新技术新工艺. 2008(09)
[4]45钢表面电火花沉积强化层的组织与性能[J]. 张维平,冯新.  机械工程材料. 2008(01)



本文编号：3569806