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摘要
采用多弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备了厚度约40μm的纯Al层,然后在恒流模式下对其进行不同时间的微弧氧化处理,以获得耐磨的Al2O3陶瓷膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机和拉伸试验机对钛合金镀铝层微弧氧化膜的微观组织结构、显微硬度、耐磨性和结合力进行了观察和测量。结果表明:微弧氧化陶瓷层主要由γ-Al2O3和α-Al2O3以及少量的非晶相SiO2组成,膜层均匀、致密。随着微弧氧化时间的延长,Al2O3陶瓷层厚度增加,镀铝层厚度减小。微弧氧化3 h时,Al2O3膜致密层硬度达到1261 HV。氧化4 h,Al2O3陶瓷层厚达60～70μm,镀铝层几乎全部氧化,钛合金基材亦发生轻微氧化;但是,基体钛合金的氧化反而导致Al2O3膜层内形成贯穿裂纹等缺陷,膜层硬度下降,膜层与钛合金基材的结合强度降低。Al2O3陶瓷膜的摩擦系数较钛合金基材的有所降低,磨损量明显降低。Al2O3陶瓷膜/镀铝层/钛合金体系结合强度大于40 MPa,最高可达68 MPa。
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