Ti6A14V合金渗镀MoN陶瓷层的微动摩擦学性能.pdfVIP

第35 卷 第7 期 稀有金属材料与工程 Vol.35, No.7 2006 年 7 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING July 2006 Ti6Al4V 合金渗镀Mo-N 陶瓷层的微动摩擦学性能 (太原理工大学 表面工程研究所 山西 太原 030024) 摘 要 采用离子渗镀技术在Ti6Al4V 合金表面形成均匀致密的钼氮陶瓷渗镀层 对陶瓷层微动摩擦学性能进行研究 100 000 周次微动磨损试验结果表明渗镀的Mo-N 陶瓷层显著提高了Ti6Al4V 合金的抗微动磨损能力 Ti6Al4V 合金 微动磨损机制是粘着与磨粒磨损的综合效应 Mo-N 陶瓷层微动磨损机制是犁削 关键词 钛合金 钼氮陶瓷层 微动摩擦学性能 中图法分类号 + + 文献标识码 文章编号 TG146.2 3 TG115.5 8 A 1002-185X(2006)07-1053-04 钛合金由于具有密度小 比强度高 耐蚀性好等 于微动工况 容易造成微动损伤 成为安全应用的隐 特点 在航空航天工业中有着广泛应用前景 但钛合 患之一 但针对钛合金的微动磨损性能的研究报道还 金摩擦系数大 严重的粘着磨损 敏感的微动磨损 不多[7,8] 因此本研究进一步探讨钼 氮渗镀陶瓷层的 - 以及承载能力低 极大地影响了钛合金结构的安全性 微动摩擦学性能及机理 和可靠性[1] 如由于钛合金导热性能差 在发动机中 1 实验方法 的高压缩比空气环境与局部摩擦导致的温升的叠加 造成的微动损伤成为阻碍钛合金在航空发动机中安全 1.1 试样制备 应用的重要因素 并曾引起了多起钛合金构件的燃烧 采用退火态Ti6Al4V 合金棒材 硬度HK0.1 为3520 事故 钛合金较差的摩擦学性能阻碍了其进一步应用 10 MPa 裁成 Ф30 mm 3 mm 大小的圆片 抛光至 因而 如何提高钛合金的耐磨性成为世界范围内的研 表面光洁度 R a0.015 µm 采用太原理工大学自制的 究热点 离子渗镀设备在试样表面制备 Mo-N 陶瓷层 首先充 虽然钛合金磨损过程的机制至今不很明了 但至 入 气 Ti6Al4V 试样起辉放电 氩离子轰击表面进 Ar 少和它的电子层和晶体结构有关 钛电子层中d-bond 行清理 而后升温到830 分两个阶段渗镀Mo-N 1 很低 仅27 活性很高 极易与其它元素化合 磨 仅通入高纯氩气进行Mo 元素扩散30 min 2 同时 损过程中易发生氧化 处于室温的α-Ti 是六方结构 通入氩 氮混合气进行 渗镀 工作气压 - Mo-N 150 min 一 c a 比理想