Ti6Al4V钛合金微弧氧化工艺研究

作者:武立志;解念锁 刊名:陕西理工学院学报(自然科学版) 上传者:史家玲

【摘要】采用直流稳压电源,选用3种不同PH值的碱性微弧氧化电解液,在Ti6Al4V钛合金表面制备微弧氧化膜层;应用扫描电子显微镜分析微弧氧化膜层形貌特征。结果表明,钛合金微弧氧化膜层表面凹凸不平,带有微米级和亚微米级的孔洞,孔洞周围呈现火山丘状形貌特征;微弧氧化电解液PH值越大,火花放电时间越长;在给定电压条件下,电解液PH值越大,微弧氧化膜层厚度越大。

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2011年 6月            陕西理工学院学报 (自然科学版 )   June. 2011 第 27卷第 2期       Journal of ShaanxiUniversity of Technology (Natural Science Edition) Vol. 27 No. 2 [文章编号 ]1673 - 2944 (2011) 02 - 0001 - 04 Ti6Al4V钛合金微弧氧化工艺研究 武立志 ,  解念锁 (陕西理工学院 材料科学与工程学院 ,  陕西 汉中 723003) [摘  要 ] 采用直流稳压电源 ,选用 3种不同 PH值的碱性微弧氧化电解液 ,在 Ti6Al4V钛合金表面制备微弧氧化膜层 ;应用扫描电子显微镜分析微弧氧化膜层形貌特征。结果表明 ,钛合金微弧氧化膜层表面凹凸不平 ,带有微米级和亚微米级的孔洞 ,孔洞周围呈现火山丘状形貌特征 ;微弧氧化电解液 PH值越大 ,火花放电时间越长 ;在给定电压条件下 ,电解液 PH值越大 ,微弧氧化膜层厚度越大。 [关  键  词 ] Ti6Al4V钛合金 ;  微弧氧化 ;  形貌特征 [中图分类号 ] TG146. 2         [文献标识码 ] A 收稿日期 : 2010 - 11 - 30 作者简介 :武立志 (1987 - ) ,男 ,安徽省肥东人 ,硕士研究生 ,主要研究方向为有色金属表面强化工艺及性能 ;通信作者 : 解念锁 (1963 - ) ,男 ,陕西省户县人 ,陕西理工学院教授 ,硕士生导师 ,主要研究方向为金属基复合材料的制备及应用。 随着材料科学的迅速发展 ,有色金属新材料的制备及应用更加广泛 [1 ] 。我国是一个人均有色金属资源很少的国家 ,加强铜、锌、钛等新型有色金属材料的开发应用 ,提高有色金属材料的资源利用率 ,延长其使用寿命具有一定的实际意义 [2, 3 ] 。钛合金由于具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于航空航天、军事武器、石油化工、生物医学等各个领域。Ti6Al4V合金具有耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好的特点 ,成为钛合金工业中应用最广泛的合金 [4, 7 ] ,该合金使用量已占全部钛合金的 75% ~85% ,许多其他钛合金是 Ti6Al4V合金的改型牌号。然而 ,钛合金也有硬度低、抗微动磨损性差、高温抗氧化性弱的缺点 ,对钛合金进行表面处理 ,获得稳定的耐磨的改性层是进一步扩大钛合金使用范围的有效途径 [8, 9 ] 。本文选用以硅酸钠为主的硅酸盐体系碱性微弧氧化电解液 ,用 NaOH调整电解液的 PH值 ,在 Ti6Al4V钛合金表面制备微弧氧化膜层 ,研究膜层的形貌特征 ,分析 PH值对火花放电时间和膜层厚度的影响规律 ,为挖掘钛合金的应用潜力提供依据。 1 试验材料与方法 1. 1 试验材料 试验材料选用厚度为 3 mm的 Ti6Al4V钛合金板材 , Ti6Al4V的化学成分如表 1所示。用去离子水配制 3组微弧氧化电解液 : A组 PH值为 12. 17,电解液组成为 15g/L Na2 SiO3 , 10g/L Na3 PO4 ;B组 PH值为 13. 58,电解液组成为 15g/L Na2 SiO3 , 10g/L Na3 PO4 , 1g/L NaOH; C组 PH值为 13. 89,电解液组成为 15g/L Na2 SiO3 , 10g/L Na3 PO4 , 5g/L NaOH。 表 1 Ti6Al4V的化学成分 (质量分数 ) 元素名称 Ti

参考文献

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