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硅酸钠浓度对Ti3Al基合金微弧氧化层生长及其摩擦磨损性能的影响

论文摘要

目的研究硅酸钠溶液浓度对Ti3Al基合金表面制备微弧氧化膜层结构的影响,以提高Ti3Al基合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法采用恒流模式微弧氧化电源,分别在6、8、10 g/L的Na2SiO3电解液中,对Ti3Al基合金试样进行微弧氧化处理,用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、Image J软件、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪,分析微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌、元素分布、厚度、相组成以及表面硬度。用CFT-I型磨损试验机研究不同微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果随着Na2SiO3浓度的增加,微弧氧化的工作电压与起弧电压均逐渐减小。微弧氧化层表面呈多孔状,存在熔融物堆积导致的环状凸起。随着Na2SiO3浓度的增加,氧化层表面微孔直径减小,膜层逐渐增厚。微弧氧化膜层主要Al2O3、SiO2、TiO2、Nb2O5以及Al2SiO5相组成,微弧氧化处理明显降低了Ti3Al基合金的摩擦系数和磨损率。电解液Na2SiO3质量浓度为10 g/L时,微弧氧化膜层的平均摩擦系数为0.49,磨损率仅为2.1×10-7mm3/(N·mm),主要表现为微切削磨损与轻微的粘着磨损。结论随着硅酸钠浓度的增加,有利于提高微弧氧化膜层的形成速率,缩短反应时间。微弧氧化处理能够显著改善Ti3Al基合金的耐磨性。

论文目录

  • 1 试验
  • 2 结果及分析
  •   2.1 微弧氧化过程中电压-时间曲线
  •   2.2 Na2SiO3浓度对微弧氧化层形貌及成分的影响
  •   2.3 Na2SiO3浓度对微弧氧化膜层相组成的影响
  •   2.4 微弧氧化膜层的摩擦磨损性能
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 贾文婷,王文波,田林海,王晓云,常勇强,张伟樯,聂勇

    关键词: 基合金,微弧氧化,摩擦磨损,微弧氧化层,硅酸钠,电压

    来源: 表面技术 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 金属学及金属工艺,航空航天科学与工程

    单位: 太原理工大学机械工程与运载学院学院,太原理工大学表面工程研究所

    基金: 山西省自然基金项目(201801D121098),山西省回国留学人员科研资助项目(2016-025)~~

    分类号: TG174.4;V252.2

    DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.07.011

    页码: 104-111

    总页数: 8

    文件大小: 3935K

    下载量: 151

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/64c45f2361f28167956aeca6.html