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

• 作者: 常勇强 张伟樯 王文波 王晓云 田林海 聂勇 贾文婷
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: Ti3Al基合金 微弧氧化 摩擦磨损 微弧氧化层 硅酸钠 电压
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 专题——液相等离子体电解-微弧氧化表面改性技术
• 页码范围: 104-111
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.4|TH117.1
• 字数: 4559字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.07.011

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2.1×10-7 mm3/(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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	田林海	太原理工大学表面工程研究所	46	244	9.0	13.0
2	王文波	太原理工大学机械工程与运载学院学院	16	67	5.0	8.0
3	贾文婷	太原理工大学机械工程与运载学院学院	1	0	0.0	0.0
4	王晓云	太原理工大学表面工程研究所	12	5	2.0	2.0
5	常勇强	太原理工大学机械工程与运载学院学院	3	0	0.0	0.0
6	张伟樯	太原理工大学机械工程与运载学院学院	2	1	1.0	1.0
7	聂勇	太原理工大学机械工程与运载学院学院	4	1	1.0	1.0