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Er_(2)O_(3)微粒掺杂对TC4钛合金微弧氧化涂层组织和耐磨性的影响
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作者 张云龙 董鑫焱 +6 位作者 翟梓棫 姜涛 郝雪龙 李成海 张唯一 牛楚涵 王俊青 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1120-1131,共12页
针对在实际服役条件下TC4钛合金耐磨性差、硬度低等问题,通过微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面制备出陶瓷涂层,旨在提高其使用寿命和效能。向硅酸钠基础电解液中掺杂Er_(2)O_(3)微粒,研究了不同Er_(2)O_(3)掺杂量对TC4钛合金微弧氧化... 针对在实际服役条件下TC4钛合金耐磨性差、硬度低等问题,通过微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金表面制备出陶瓷涂层,旨在提高其使用寿命和效能。向硅酸钠基础电解液中掺杂Er_(2)O_(3)微粒,研究了不同Er_(2)O_(3)掺杂量对TC4钛合金微弧氧化涂层耐磨性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦测量显微镜对MAO涂层的物相组成和形貌进行表征。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机、布鲁克光学轮廓仪和涂层附着力划痕仪等设备测试MAO涂层的硬度、摩擦系数、磨损体积以及结合强度。结果表明:MAO涂层主要由锐钛矿型二氧化钛(A-TiO_(2))和金红石型二氧化钛(R-TiO_(2))相组成,掺杂Er_(2)O_(3)颗粒后,涂层中硬质相R-TiO_(2)的含量有所增加,同时Er_(2)O_(3)能够参与涂层的形成过程,涂层厚度先减小后增加。对比未掺杂Er_(2)O_(3)的MAO涂层,当Er_(2)O_(3)掺杂量为0.9 g·L^(-1)时,涂层表面的孔隙率从45.0%±2.6%降到26.2%±3.1%,涂层的厚度为(5.76±0.16)μm,且致密性和连续性最好,MAO涂层的硬度提升27.96%,表面粗糙度Sa降到0.325μm,磨损体积减小28.57%,附着力提升54.3%。此时MAO涂层的摩擦系数最小,约为0.5。在电解液中掺杂Er_(2)O_(3)微粒可促进微弧氧化涂层中硬质相的生成,有效降低涂层表面的微孔数目,有利于提高涂层致密性和显微硬度。掺杂的Er_(2)O_(3)微粒能够参与涂层形成过程,降低表面粗糙度,减小摩擦副和涂层之间的摩擦碰撞,提高涂层耐磨性。 展开更多
关键词 TC4合金 微弧氧化(MAo) er_(2)o_(3)微粒 耐磨性
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