离子渗氮—渗硫复合处理对TI6AL4V合金摩擦学性能的影响.pdf

摘要 钛合金具有密度低、比强度高、耐热性强、高的疲劳强度等优良性能，是航空航 天、舰船等工业的理想结构材料。然而钛合金的耐磨损性能不足，特别是抗粘着磨损 性能差，使得其应用范围受到限制。随着工业的发展，对钛合金耐磨性的要求越来越 高。为了满足航空航天、国防工业以及现代工业对材料低密度、高强度、耐磨性高的 要求，对于钛合金磨损性能提高的要求越来越迫切。 Ti．6AI．4V合金优异的力学和良好的加工能力使其成为钛合金中产量最大、应用领 域最广的钛合金。本文运用辉光离子渗氮．渗硫复合处理的方法，探求一种可以在 面离子渗硫可行性实验研究着手，探索钛合金离子渗硫的可行性。而后优化渗硫工艺 参数，通过离子渗氮．渗硫复合处理得到典型的渗氮．渗硫复合处理渗层。随后运用 XRD、SEM、硬度测试、摩擦磨损实验等检测方法分析渗层的表面渗层相组成、表面 形貌、硬度梯度以及摩擦学性能。 实验结果表明(1)通过离子渗硫可以在钛合金表面形成连续、均匀的硫化物层， 并具有优良的减摩效果；(2)砸．6A1．4V合金在不同温度下渗硫后渗层的主相有所不同， 摩擦学性能也有所差异。(3)渗氮一渗硫复合处理可在Ti．6A!．4V合金的表面形成具 有良好减摩作用的硫化物层，亚表层为具有高硬度的氮化物层和平缓过渡层的理想的 抗粘着磨损材料表面；(4)由于表面层片状硫化物的减摩作用，经过离子渗氮．渗硫复 合处理钛合金摩擦系数显著降低，耐磨性能得到显著提高，显著提高其粘着磨损性能。 渗氮后经600℃渗硫复合处理的试样，表层主相为具有层片状结构的TiS2，摩擦学性 能最好。 关键词：渗氮一渗硫，Ti．6AI．4V，摩擦学性能 Abstract The titaniumhasfine oflow alloy performancedensity,highspecific thermal andSOon．Itis usedasaidealstructure stability,highfatiguestrength widely materialsin andSO ofthe on．However,because industryaviation，astronaution，warships titanium ofwealresistanceand friction alloy’S hi【gh coefficient，its poorperformance is withthe of applicationrestricted．Accompanydevelopmentindustry,The request．of enhancesthetitaniumwearresistantis moreandmoreAnxious．Inorderto alloy’S getting the oflow wearresistantmaterialfor satisfyrequest density,highstrength，low aerospace， thenationaldefense aswellasthemodem isan industry industry,Therefore，it