Ti6A14V合金渗镀Mo-N表面改性层在不同腐蚀环境下的抗磨损行为研究.pdfVIP

第37卷 第4期 稀有金属材料与工程 、，0l-37．NO．4 2008笠 4月 RARE METAL MATERIAI，S AND ENGINEERING April 2008 Ti6AI4V合金渗镀Mo．N表面改性层在不同腐蚀 环境下的抗磨损行为研究 秦 林，詹 科，范爱兰，唐 宾 (太原理工大学，山西 太原 030024) 摘 要：采用等离子渗镀技术在钛合金(Ti6A14V)表面形成均匀致密的钼氮合金渗镀层。在 3．5％NaC1溶液、O．5 mol／L 的H2SO4溶液、O．02 mol／L的Na3PO4溶液和亨氏溶液中，对比研究了Ti6A14V合金及其钼氮改性层的抗腐蚀磨损性能。 20 000周次腐蚀环境下的微动磨损试验结果表明，渗镀的Mo—N改性层显著提高了Ti6A14V合金的抗腐蚀磨损能力。 电化学噪音测量结果证明，Mo．N改性层削弱了Ti6A14V合金腐蚀和磨损相互耦合增幅的作用。 关键词：钛合金；钼氮改性层：腐蚀磨损 - 中图法分类号：TG146．2 3；TG115．5 8 文献标识码：A 丈章编号：1002．185X(2008)04．0725—04 钛合金摩擦系数大，严重的粘着磨损，敏感的微 性能受到影响，从而降低钛合金的耐磨性，使磨损加 动磨损，以及承载能力低，影响了钛合金结构的安全 剧。早期，有人对Ti6AI4V在H2SO4溶液中的腐蚀磨 性和可靠性…。采用离子渗镀金属技术[ ]在 Ti6AI4V 损机制的研究认为[¨]，H2SO4溶液使Ti6AI4V表面产 合金表面渗镀金属元素 Mo，一定程度上改善了表面 生氢脆，加剧了Ti6AI4V的磨损。 耐磨性能【3’4]。在此基础上结合离子渗氮技术，在 本研究通过在4种腐蚀介质环境中，Ti6AI4V合 Ti6AI4V合金表面形成钼一氮渗镀改性层，进一步提高 金及其Mo—N改性层的微动磨损对比实验，检验了表 了钛合金的耐磨性。在大气中进行的球盘摩擦试验和 面Mo—N合金化改性对提高基体耐腐蚀磨损性能的作 微动磨损试验表明，钼一氮改性层有效保护了Ti6AI4V 用，并分析其机制。 基体，防止了钛合金滑动摩擦和微动摩擦过程中的氧 1 实验方法 化磨损，防止了黏着，对钛合金表面耐磨性能的改进 非常显著 ，卅。 1．1 试样制备 在实际生产过程中，磨损往往与腐蚀并存，发生 采用退火态Ti一6AI一4V合金棒材，化学成分(co／％) 腐蚀磨损(Corrosive wear)。腐蚀磨损又称磨蚀或磨耗 为Al：6，7，V：4．21，Si：0．07，Fe：0．10，C：0．03， 腐蚀【 ，是指在腐蚀介质中摩擦表面与介质发生化学 O：0．14，N：0．015，H：0．003，Ti余量，硬度HK0．】 或电化学反应而产生材料流失的磨损现象，是材料受 为3．5 GPa；加工成 30 mm×5 mm的圆片，抛光至 腐蚀和磨损综合作用的一种复杂的磨损过程【8．9]。一方 表面粗糙度 。0．015 m。采用太原理工大学自制的离 面，在腐蚀介质中，摩擦力破坏了材料表面的钝化膜， 子渗 镀设备在试样表面制备Mo—N改性层。制备工艺 腐蚀倾向加大；如果钝化膜来不及修复，就会露出新 见文献[5]。 鲜的金属表面，使腐蚀加速。另一方面，由于介质腐 1．2 检测方法