ZrO2含量对TC4钛合金微弧氧化复合膜摩擦磨损性能的影响
来源期刊：材料保护2016年第6期
论文作者：程法嵩 赵晴 杜楠 王帅星 王伟 于宽深
文章页码：1 - 17
关键词：TC4钛合金;微弧氧化膜;ZrO2微粒;摩擦磨损性能;
摘 要：为了提高钛合金微弧氧化膜的耐磨性,向电解液中加入ZrO2微粒,在TC4钛合金表面制备了不同ZrO2含量的微弧氧化复合膜。采用涡流测厚仪测量复合膜的厚度;采用扫描电镜分析复合膜形貌;采用X射线衍射仪分析复合膜相组成;采用能谱仪分析复合膜中ZrO2的含量;采用摩擦磨损试验研究复合膜在室温条件下的摩擦磨损性能。结果表明:复合膜中出现的ZrO2新相降低了氧化膜的摩擦系数和磨损率;当复合膜中ZrO2含量依次为2.70%,9.20%,14.09%,23.59%,42.78%时,平均摩擦系数先减小后增大,分别为0.45,0.40,0.30,0.26,0.35,比磨损率先减小后增大,分别为8.35×10-7,7.26×10-7,6.92×10-7,2.70×10-7,3.01×10-7mm3/（N·m）;当复合膜中ZrO2含量为23.59%时,复合膜摩擦系数最小,最稳定,比磨损率最小;随着ZrO2在复合膜中含量的提高,ZrO2载荷转移和自润滑作用增强,摩擦系数和比磨损率减小,但当ZrO2含量增加至42.78%时,ZrO2在复合膜表面团聚,使磨粒磨损和黏着磨损加剧,复合膜的摩擦磨损性能降低。
程法嵩1，赵晴1，杜楠1，王帅星1，王伟1，于宽深2
1. 南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室2. 沈阳飞机工业(集团)有限公司制造工程部
摘 要：为了提高钛合金微弧氧化膜的耐磨性,向电解液中加入ZrO2微粒,在TC4钛合金表面制备了不同ZrO2含量的微弧氧化复合膜。采用涡流测厚仪测量复合膜的厚度;采用扫描电镜分析复合膜形貌;采用X射线衍射仪分析复合膜相组成;采用能谱仪分析复合膜中ZrO2的含量;采用摩擦磨损试验研究复合膜在室温条件下的摩擦磨损性能。结果表明:复合膜中出现的ZrO2新相降低了氧化膜的摩擦系数和磨损率;当复合膜中ZrO2含量依次为2.70%,9.20%,14.09%,23.59%,42.78%时,平均摩擦系数先减小后增大,分别为0.45,0.40,0.30,0.26,0.35,比磨损率先减小后增大,分别为8.35×10-7,7.26×10-7,6.92×10-7,2.70×10-7,3.01×10-7mm3/（N·m）;当复合膜中ZrO2含量为23.59%时,复合膜摩擦系数最小,最稳定,比磨损率最小;随着ZrO2在复合膜中含量的提高,ZrO2载荷转移和自润滑作用增强,摩擦系数和比磨损率减小,但当ZrO2含量增加至42.78%时,ZrO2在复合膜表面团聚,使磨粒磨损和黏着磨损加剧,复合膜的摩擦磨损性能降低。
关键词：TC4钛合金;微弧氧化膜;ZrO2微粒;摩擦磨损性能;
