本文關(guān)鍵詞：Ti-6Al-4V表面Ti（C、N）復(fù)合膜的液相等離子體制備工藝研究

  更多相關(guān)文章： Ti-6Al-4V 等離子體 硬度 摩擦性能 耐蝕性能

【摘要】：本文以Ti-6Al-4V為研究對(duì)象,分別在直流電源和脈沖電源條件下利用液相等離子體的方法在基體表面制備一層含有C、N元素的表面復(fù)合膜,并在此基礎(chǔ)上利用脈沖電源在基體表面制備一層含有C、N、Ca、P等多元素復(fù)合膜。系統(tǒng)研究了表面復(fù)合膜的制備工藝,用掃描電鏡(SEM)觀察了試樣的表面和截面形貌,用能譜儀(EDS)和X射線衍射儀對(duì)試樣的元素組成和相組成進(jìn)行了分析。用顯微硬度儀檢測(cè)了試樣截面的硬度,通過往復(fù)摩擦初步研究了試樣表面的摩擦性能,運(yùn)用電化學(xué)工作站分析其電化學(xué)腐蝕行為。結(jié)果表明：在直流電源條件下,調(diào)節(jié)電壓和處理時(shí)間可以在Ti-6Al-4V表面制備含有C、N元素的表面復(fù)合膜。在220V電壓條件下處理20min可以獲得厚度超過100μm的表面強(qiáng)化區(qū),最高硬度可以達(dá)到1362HV0.05。通過往復(fù)摩擦和電化學(xué)測(cè)試可以得出經(jīng)過處理的試樣耐磨性能和耐腐蝕性能均有所提高。在脈沖電源條件下,調(diào)節(jié)脈沖頻率在2000Hz,占空比為60%時(shí),在300V脈沖電壓下處理20min,可以在Ti-6Al-4V表面制備一層含有C、N元素的表面復(fù)合膜。試樣截面硬度值可以達(dá)到840HV0.05,表面硬化層厚度達(dá)到120μm。截面硬度和表面摩擦性能測(cè)試說明經(jīng)過處理試樣表面耐磨性能有所提高,電化學(xué)測(cè)試說明試樣短時(shí)間表面處理后耐腐蝕性能得到提升。配置的Ca(NO3)2-Na3PO4和甲酰胺-水的多種物質(zhì)混合溶液中,經(jīng)過液相等離子體的方法,在Ti-6Al-4V表面制備了一層含有Ca-P鹽的復(fù)合膜,實(shí)現(xiàn)了鈦合金表面C、N、Ca、P元素的同時(shí)復(fù)合。鈣元素以磷酸鈣鹽和鈦酸鈣形式存在；磷元素以磷酸鈣形式存在；碳氮元素以碳氮化鈦形式存在。面掃描結(jié)果顯示各元素在整個(gè)試樣表面分布較為均勻,電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明處理后的試樣表面腐蝕速率降低了。
【關(guān)鍵詞】：Ti-6Al-4V 等離子體 硬度 摩擦性能 耐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 鈦合金表面改性技術(shù)簡(jiǎn)介9-11
• 1.1.1 鈦合金簡(jiǎn)介9-10
• 1.1.2 鈦合金表常見表面改性方法10-11
• 1.2 液相等離子體電解技術(shù)簡(jiǎn)介11
• 1.3 液相等離子電解技術(shù)在鈦及鈦合金表面改性的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本課題研究目的與內(nèi)容13-15
• 2 實(shí)驗(yàn)研究方法15-18
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備15-16
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料15
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置15-16
• 2.2 分析與測(cè)試方法16-18
• 2.2.1 形貌觀察和成分分析16
• 2.2.2 相組成分析16-17
• 2.2.3 顯微硬度測(cè)試17
• 2.2.4 耐磨性測(cè)試17
• 2.2.5 電化學(xué)測(cè)試17-18
• 3 直流電源條件下Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜的制備18-36
• 3.1 直流電壓對(duì)Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜制備的影響18-28
• 3.1.1 形貌分析18-20
• 3.1.2 EDS能譜分析20-23
• 3.1.3 物相分析23-25
• 3.1.4 截面硬度分析25-27
• 3.1.5 磨損性能27-28
• 3.1.6 電化學(xué)測(cè)試28
• 3.2 處理時(shí)間對(duì)Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜制備的影響28-34
• 3.2.1 形貌分析28-29
• 3.2.2 EDS能譜分析29-31
• 3.2.3 物相分析31-32
• 3.2.4 截面硬度分析32-33
• 3.2.5 磨損性能33-34
• 3.2.6 電化學(xué)測(cè)試34
• 3.3 導(dǎo)電鹽對(duì)Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜制備的影響34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 脈沖電源條件下Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜的制備36-55
• 4.1 脈沖電壓對(duì)Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜制備的影響36-41
• 4.1.1 形貌分析36-37
• 4.1.2 EDS能譜分析37-39
• 4.1.3 物相分析39-40
• 4.1.4 截面硬度分析40-41
• 4.2 處理時(shí)間對(duì)Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜制備的影響41-48
• 4.2.1 形貌分析41-43
• 4.2.2 EDS能譜分析43-45
• 4.2.3 物相分析45-47
• 4.2.5 磨損性能47-48
• 4.2.6 耐蝕性能48
• 4.3 占空比對(duì)Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜制備的影響48-53
• 4.3.1 形貌分析48-49
• 4.3.2 EDS能譜分析49-51
• 4.3.3 物相分析51-52
• 4.3.4 截面硬度分析52-53
• 4.4 頻率對(duì)Ti-6Al-4V表面Ti(C、N)復(fù)合膜制備的影響53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 Ti-6Al-4V表面含有Ca-P元素的復(fù)合膜制備55-62
• 5.1 表面形貌55-57
• 5.2 EDS能譜分析57-59
• 5.3 物相分析59-60
• 5.4 電化學(xué)測(cè)試60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 柳永康;謝發(fā)勤;胡宗純;吳向清;;時(shí)間和電壓對(duì)TC4合金表面等離子碳氮共滲層的影響[J];中國表面工程;2007年05期

2 魏同波,田軍;液相等離子體電沉積表面處理技術(shù)[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2003年03期

3 田占軍;李杰;沈德久;王玉林;劉凱;;液相等離子體電解滲碳、滲氮及其碳氮共滲技術(shù)[J];電鍍與涂飾;2006年02期

4 常延武,徐洲;含稀土鋼在不同工藝條件下的滲氮行為[J];金屬熱處理;2001年08期

5 胡宗純;謝發(fā)勤;吳向清;;TC4鈦合金表面等離子體電解氮碳共滲層的特征與耐磨性[J];金屬熱處理;2010年05期

6 聶學(xué)淵;快速表面改性技術(shù)研究[J];金屬熱處理;1997年03期

7 李新梅;孫文磊;憨勇;劉炳;;純鈦表面電解液微弧碳氮化制備碳氮化鈦厚膜[J];金屬學(xué)報(bào);2008年09期

8 孟力凱,齊義輝;快速氣體滲氮工藝[J];遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào);2002年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 葉偉;鈦表面電化學(xué)沉積納米羥基磷灰石涂層研究[D];浙江大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：618419