电解质等离子体抛光316LVM表面形貌及电化学特性

作者：段海栋; 孙桓五^*; 纪刚强; 张东光; 孙金言; 杨冬亮

来源：表面技术, 2021, 50(08): 396-403.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.08.040

• 316LVM
• 电解质等离子体抛光
• 表面形貌
• 磷酸缓冲盐溶液
• 晶粒尺寸
• 耐腐蚀性能

目的研究电解质等离子体抛光对316LVM植入物不锈钢表面形貌及其在磷酸缓冲盐溶液中的电化学特性的影响,解决复杂形状植入物表面抛光难题。方法原材料经线切割及表面预处理,制成20 mm×15 mm×3 mm的试验样件。对试样分别进行机械抛光及电解质等离子体抛光。机械抛光在砂带抛光机上进行,使用600、800、1200、2000、5000目的砂带逐级磨抛。电解质等离子体抛光中,电压为300 V,电解液为3%(质量分数)(NH4)2SO4水溶液,温度为85～90℃,抛光时间为15 min。通过粗糙度仪、扫描电镜,对试样表面粗糙度、微观形貌进行测试表征。通过能谱仪、X射线衍射仪,对试样表面元素含量、物相组成进行测试表征。通过电化学工作站,对磷酸缓冲盐溶液中的试样,进行电化学测试。结果电解质等离子体抛光后,试样表面粗糙度由初始的0.5μm降至0.089μm,试样表面机械加工痕迹被去除,平整光亮。机械抛光后,试样表面化学元素未发生明显变化,而电解质等离子体抛光后,试样表面的Fe、Cr含量升高。机械抛光表面的X射线衍射峰位置和强度未发生明显变化,电解质等离子体抛光后,在衍射角为43.5°处,衍射峰强度明显降低,在74.5°处,衍射峰强度明显升高,同时各峰的半高宽明显减小。在磷酸缓冲盐溶液中,机械抛光试样的自腐蚀电位由–0.252 V升高至–0.232 V,腐蚀电流密度由1.611μA/cm2降低至0.5867μA/cm2,极化电阻由28.876 k?升高至64.682 k?。电解质等离子抛光试样的自腐蚀电位由–0.252 V升高至–0.214 V,腐蚀电流密度由1.611μA/cm2降低至0.1582μA/cm2,极化电阻由28.876 k?升高到251.262 k?。结论电解质等离子体抛光可有效降低316LVM表面的粗糙度,提高表面平整度。电解质等离子体抛光后,表面Fe、Cr元素的含量升高,晶粒尺寸增大,呈(220)晶面择优取向。电解质等离子体抛光可提高316LVM在磷酸缓冲盐溶液中的耐腐蚀性能。

• 单位
  太原理工大学