鈦合金微弧氧化耐磨損復(fù)合技術(shù)

當(dāng)今，在日益發(fā)展趨勢的工業(yè)生產(chǎn)要求的迫使下，復(fù)合型鍍層技術(shù)將慢慢取代單一鍍層技術(shù)。微弧氧化又被稱為微等離子技術(shù)空氣氧化，該技術(shù)可在非金屬材料Al、Mg、Ti及其相對(duì)應(yīng)的鋁合金表面，依靠高電壓、高電流量及瞬間高溫的功效，制取出具備優(yōu)良冶金工業(yè)性能的瓷器層。瓷器層主要成分是基體原點(diǎn)生長發(fā)育的金屬氧化物，與此同時(shí)電解液成分也會(huì)參加到微弧氧化膜層中。微弧氧化全過程中的電主要參數(shù)（如水溶液秘方、電流電壓、pwm占空比、單脈沖頻率等），都對(duì)微弧氧化膜的制取和外部經(jīng)濟(jì)構(gòu)造有非常大的危害。該方式加工工藝安全性、實(shí)際操作簡單、水溶液環(huán)境保護(hù)，與此同時(shí)也具備別的解決技術(shù)無可比擬的加工工藝簡易、膜層勻稱高密度、對(duì)產(chǎn)品工件規(guī)格限定較少等優(yōu)勢。

鈦合金微弧氧化膜具備強(qiáng)度高、膜基融合抗壓強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)勢，但其膜層表面比較不光滑，且松散多孔結(jié)構(gòu)，摩擦阻力很大，進(jìn)而減少了膜層的耐磨性能，減少了空氣氧化膜的使用期限，不利鈦合金在損壞自然環(huán)境下的運(yùn)用?，F(xiàn)階段，對(duì)于改進(jìn)鈦合金微弧氧化膜這一缺點(diǎn)，俄羅斯科學(xué)院的一些科研院所進(jìn)行了許多 工作中，而中國針對(duì)這一難題的關(guān)心才剛發(fā)展。文中關(guān)鍵詳細(xì)介紹在微弧氧化技術(shù)的基本上，融合封孔法、鍍鋁膜法、單脈沖離子束法、水熱法和電泳原理堆積法等開展復(fù)合型解決的有關(guān)技術(shù)。

2.1微弧氧化 封孔法

因?yàn)殁伜辖鹞⒒⊙趸け砻嫠缮⒍嗫捉Y(jié)構(gòu)，一些學(xué)者們想方設(shè)法根據(jù)物理學(xué)、有機(jī)化學(xué)或是光電催化方式，將潤化化學(xué)物質(zhì)添充到微弧氧化膜的孔隙度中，以做到自潤滑軸承的實(shí)際效果。在其中聚四氟乙烯（PTFE）耐熱性好，在各種各樣自然環(huán)境中具備優(yōu)質(zhì)的有機(jī)化學(xué)可靠性，是一種理想化的自潤滑軸承原材料。

趙暉等將PTFE顆粒添充到鈦合金微弧氧化膜層孔隙度中開展干固解決，制取PTFE復(fù)合型自潤滑軸承膜。在注漿加固解決后，透射電鏡（SEM）觀查數(shù)據(jù)顯示復(fù)合袋孔眼顯著降低，表面外貌更加整平；在接著的磨擦損壞試驗(yàn)中，微弧氧化膜的摩擦阻力約為0.4,而經(jīng)封孔解決的復(fù)合袋的摩擦阻力僅為0.15。杜楠等在微弧氧化鋰電池電解液中加上少量Cr2O3顆粒，根據(jù)封孔法，也使鈦合金微弧氧化復(fù)合袋的耐磨性能得到提升 ?，F(xiàn)階段，封孔法應(yīng)用的封孔劑多見絕緣層有機(jī)物，因而在導(dǎo)電性原材料的運(yùn)用上限定較多。與此同時(shí)，封孔法解決構(gòu)造繁瑣、規(guī)格很大的零件時(shí)，用時(shí)較長，也難以涂敷及時(shí)。

2.2微弧氧化 水熱法

水熱法是在密閉式的器皿里盛滿反映物質(zhì)，運(yùn)用熱原對(duì)器皿開展持續(xù)加溫，使器皿內(nèi)部做到高溫和髙壓的情況，在超高壓功效下，難溶或不溶的化學(xué)物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生融解并進(jìn)一步重結(jié)晶。

Vangolu等研究了TC4鈦合金經(jīng)微弧氧化與水熱技術(shù)復(fù)合型改性材料膜的耐磨損性能。與微弧氧化解決的Ti6Al4V對(duì)比，復(fù)合袋為帶有羥基磷灰石的TiO2層。在荷載為1 N、速率為6.5 cm/s的狀況下開展磨擦?xí)r，復(fù)合型解決使膜層摩擦阻力由0.6降至0.4,磨損量也由0.25減少到0.18,明顯增強(qiáng)了膜層的耐磨性能。但該復(fù)合袋層在高荷載下耐磨損性能變?nèi)?，不適感用以在長時(shí)間負(fù)荷情況下運(yùn)用。

2.3微弧氧化 單脈沖離子束

單脈沖離子束（HCPEB）表面解決技術(shù)以快速電子器件做為媒介，在十分短的時(shí)間內(nèi)將出射動(dòng)能功效于原材料的表面，并造成一系列狀況，包含熔融、冷疑、氣化、提高、蔓延等，進(jìn)而得到別的熱處理工藝難以達(dá)到的物理學(xué)、有機(jī)化學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能。運(yùn)用HCPEB法在鈦合金微弧氧化膜上制取復(fù)合型改性材料層，歸屬于鍍層重熔范圍，即事先制取出微弧氧化鍍層，隨后對(duì)空氣氧化膜增加HCPEB,開展離子束重熔，進(jìn)而能夠提升 膜層的勻稱高密度性、晶體優(yōu)化水平、膜基融合抗壓強(qiáng)度、耐磨損、耐腐蝕等特點(diǎn)。

杜春燕選用HCPEB法解決鈦合金微弧氧化膜，SEM觀查表明解決過的微弧氧化膜孔眼、顆粒物特點(diǎn)顯著消退，強(qiáng)度較大 可做到1695 HV,且磨砂顆粒損壞征兆緩解?？墒?，復(fù)合袋表面、橫截面都存有一定的裂痕，從而造成膜層融合抗壓強(qiáng)度減少。與此同時(shí)，HCPEB法對(duì)微弧氧化膜表面粗糙度規(guī)定較高?，F(xiàn)階段，將HCPEB與MAO融合的事例很少，有關(guān)的科學(xué)研究也較少。