TC4钛合金表面保护层.pdfVIP

2000 年 8 月 航 天 工 艺 第 4 期 T C 4 钛合金表面保护层的应用研究 北京航空材料研究院 　黄永玲 文摘　主要研究在 T C4 钛合金表面, 进行多弧离子喷涂 T iN 和 P ary len e 聚合物气相沉 积等表面覆盖工艺, 籍以提高 T C4 钛合金表面抗磨蚀性能。这些涂层不仅改善产品的抗磨蚀 疲劳性能, 延长产品使用寿命, 其中某些涂层还能提高硬度、耐磨性和抗腐蚀性能等。 主题词　T C4 钛合金　抗磨蚀性能　离子喷涂　气相沉积 1　引言 发生擦伤和粘结, 在有磨擦和螺纹组合的零 件上, 进行阳极化、镀铬、化学镀镍和渗氮处 4 钛合金是一种典型的 + 型两相 理。由于这些常规保护工序不能满足新技术 T C 钛合金, 它含有 6% 相稳定元素铝和 4% 发展的需要, 例如涂层比较致密、结合力较好 相稳定元素钒。该合金具有优异的综合性能, 的化学镀镍层, 就不能适用于人体植入工程。 在航天和航空工业中获得广泛的应用。同时 因为 镍 元 素 的一 种 派 生 物—— 羰 基 镍 该合金还是国际通用外科植入材料, 因为它 ( ) , 对人体有毒害。随着新技术的发 N i CO 5 具有比强度高、比重轻、导热系数小、生物相 展, 对 T C4 钛合金表面进行氮离子注入要比 容性和抗腐蚀性好等特点, 亦是当今医学生 传统的渗氮处理更简便有效。 物工程中不可缺少的金属材料。 自80 年代 本文主要阐述对 T C4 钛合金表面, 进行 初, T C4 钛合金人工关节被选为我单位军转 多弧离子喷镀 T iN 和 P ary len e 聚合物气相 民产品。历经多年应用研究, 使该合金原先在 沉积等表面覆盖工艺, 直接研究对象为 T C4 宇航工业中发现的三大缺点: 耐磨性差、微振 钛合金人工关节。但籍以提高T C4 钛合金表 磨蚀和接触腐蚀等更充分暴露。例如关节植 面抗磨蚀性能的有关试验数据, 对其在航天 入人体, 经活动磨擦产生黑水; 因人体活动产 和航空工业中的应用, 亦具有参考价值。 生微振磨蚀, 引起 T C4 钛合金骨盆钉的疲劳 强度迅速降低, 致使骨盆钉断裂; 接触腐蚀与 2　实验方法 金属的电极电位有关, 中国航空材料手册明 文指出, T C4 钛合金不能与铝合金、结构钢 2. 1　原材料 以及铅、锌、锡、银、铋等金属零件和工具接 本文选用两种产品——T C4 钛合金脊 触, 以防产生接触腐蚀。为改善 T C4 合金使 柱板和 T C4 钛合金人工髋关节。其化学成 用条件, 试图从研究表面涂层入手, 来解决该 分、力学性能和生物性能见表 1、2、3, 金相组 合金的某些缺陷, 改善其使用性能。以往在宇 织见图 1、2。 航工业中, 为避免 T C4 钛合金零件在工作中 　收稿 日期: 23 2000 年 8 月 航 天 工 艺