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HotWorkingTechnology2014，Vo1．43，No．4

TC4合金表面Si—Y共渗层的组织结构及摩擦性能

蔡霞

(西安航空学院航空工程系，陕西西安710077)

摘要：采用包埋渗工艺在TC4合金表面分别制备了单独渗Si层和Si．Y共渗层，分析了各渗层的结构及相组成，

并对Si—Y共渗层的摩擦磨损性能进行了讨论。结果表明：单独渗Si层和Si．Y共渗层均由TiSi外层和TiSi内层组

成；Y的添加具有显著的催渗作用。摩擦磨损实验结果表明，Si—Y共渗层能够显著增加TC4合金的摩擦磨损抗力。

关键词：TC4合金；Si化物渗层；渗层组织；摩擦磨损；Y改性

中图分类号：TG146．T3文献标识码：A文章编号：1001．3814(2014)04—0144．03

StructureandWearResistance0fSi—YCo-depositionCoatingonTC4Alloy

CAIXia

(DepartmentofAeronauticalEngineering，Xi’anAeronauticalUniversity，Xi’an710077，China)

Abstract：SinglesilicideandSi-·YCO--depositioncoatingswerepreparedonTC4alloybyusingthepackcementation

process．Themicrostructure，constituentphasesofthetwocoatingsaswellasthefriction—wearresistanceofSi—Y

CO—depositioncoatingweresutdied．TheresultsshowthatbothcoatingsaremanilycomposedofTiSi2outlayersandTi5Si4

innerlayers．TheadditionofYinthecoatingcanresultinalragercoatingthickness．TheresultsofweartestshowthatSi—Y

CO—depositioncoatingcanimprovehtewearresistanceofTC4alloysignificantly．

Keywords：TC4alloy；silicidecoating；coatingstructure；frictionandwearresistance；Ymodification

TC4合金由于具有密度小、熔点高、比强度高以

1实验材料及方法

及良好的耐蚀性等优异的综合性能在航空、航天领

域获得广泛应用。但TC4合金的耐磨性能较差，尤实验材料选用TC4合金．其名义化学成分为

其是粘着磨损较严重，在磨损过程中易发生粘着、咬Ti一6A1—4V(wt％)。试样尺寸为15mnlx15mmx3mm，

合现象[1]。在其表面制备防护涂层是提高其耐磨性采用不同型号SiC砂纸将其各表面依次打磨至光

的切实有效途径I21。包埋渗法制备涂层灵活方便，生滑，在无水乙醇中超声波清洗10min后吹干备用。

产成本低，而且所制备的涂层与基体合金的结合强渗层的制备在箱式电阻炉内进行，共渗温度

度很高，被广泛用于高温结构材料的表面改性【。1000℃。渗剂组分选定为10Si一Y2O3—3NH4C1．87A12O3

硅化物涂层的密度低、硬度高。适合用于合金的(、vt％，x=0和3)，其中NH4C1为催化剂，AI2O为填充

抗