Ti6Al7Nb合金氮离子注入层在小牛血清溶液中的扭动微动摩擦磨损性能

蔡振兵^1,2，朱永奎¹，彭金方¹，张广安²，沈明学^1,3，朱旻昊¹

1. 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室摩擦学研究所2. 中国科学院 兰州化学物理研究所固体润滑实验室3. 浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心

摘 要：利用高能离子注入及增强沉积系统对Ti6Al7Nb合金做了不同剂量的氮离子注入处理,采用球/平面接触模式,对Ti6Al7Nb合金及其离子注入层/Zr2O球（直径为25.2 mm）接触副在小牛血清介质条件下进行了扭动微动磨损实验研究。结合动力学分析,借助X射线衍射仪（XRD）、三维形貌仪（3D-profiler）和扫描电镜（SEM）分析了测试材料成分及其扭动微动磨损磨痕形貌和微观组织结构,探讨了Ti6Al7Nb合金及其离子注入层的扭动微动运行行为和损伤机制。结果表明:N+离子注入在钛合金表面形成了氮化钛层,使钛合金表面的微观硬度明显提高,随着注入剂量的增加,钛合金的硬度逐渐升高,磨痕逐渐变小,磨粒逐渐变细,其抗扭动微动磨损性能也提高。

关键词：离子注入;扭动微动;微动磨损;损伤机制;