分别以硅青铜和YG-8合金为电极进行瞬态电能表面强化结合离子束增强沉积硅青铜对Ti17钛合金进行表面复合强化,研究了电极材料对其组织和耐磨性能的影响。结果表明:Ti17钛合金表面复合强化层由瞬态电能强化层和铜沉积层组成,铜沉积层组织致密,无气孔、微裂纹等缺陷,与瞬态电能强化层结合良好;以硅青铜为电极强化处理后的钛合金表面复合强化层厚约6 μm,强化层及界面处无微孔、裂纹等缺陷,表面硬度为517 HV,耐磨性能较未强化的提高了20倍;以YG-8合金为电极处理后的钛合金表面复合强化层厚约15 μm,在其瞬态电能强化层中存在少量的微孔和微裂纹,表面硬度为537 HV,耐磨性能较未强化的提高了30倍;复合强化后Ti17钛合金的摩擦因数比未强化的略有下降。
所属栏目
材料性能及其应用国家重点基础研究发展计划项目(2012CB625100)
收稿日期
2015/2/102015/11/12
作者单位
王少鹏:西北有色金属研究院腐蚀与防护研究所, 西安 710016
乔生儒:西北工业大学超高温结构复合材料实验室, 西安 710072
张程煜:西北工业大学超高温结构复合材料实验室, 西安 710072
备注
王少鹏(1977-),男,陕西西安人,高级工程师,硕士。
引用该论文:
WANG Shao-peng,QIAO Sheng-ru,ZHANG Cheng-yu.Microstructure and Wear Resistance of Ti17 Titanium Alloy after Surface Treatment with Composite Strengthening Process[J].Materials for mechancial engineering,2015,39(12):17~21
王少鹏,乔生儒,张程煜.表面复合强化处理后Ti17钛合金的显微组织和耐磨性能[J].机械工程材料,2015,39(12):17~21
参考文献
【1】
LIU X Y, CHU P K, DING C X. Surface modification of titanium, titanium alloys, and related materials for biomedical applications[J]. Materials Science and Engineering: R: Reports, 2004,47(3/4):49-121.
【2】
冯璐璐,李全通,尹志鹏,等.表面激光冲击强化对钛合金超高周弯曲疲劳性能的影响[J].机械工程材料, 2015, 39(8):79-82.
【3】
WILLIAMS J C, STARKE E A. Progress in structural materials for aerospace systems[J]. Acta Materialia,2003,51(19): 5775-5799.
【4】
秦林,唐宾,赵晋香,等.钛合金Ti6Al4V表面渗钼层的摩擦磨损性能[J].中国有色金属学报, 2003, 13(3):570-573.
【5】
PANG W, MAN H C, YUE T M. Laser surface coating of Mo-WC metal matrix composite on Ti6Al4V alloy[J]. Materials Science and Engineering: A, 2005, 390(1/2): 144-153.
【6】
LEE H G, SIMAO J, ASPINWALL D K, et al. Electrical discharge surface alloying[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2004,149(1):334-340.
【7】
董鑫,李培源,王旭,等.腐蚀对TC17钛合金超高周疲劳性能的影响[J].机械工程材料, 2014, 38(11):76-79.
【8】
肖卫东,赵永武,尚勇军,等.等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层的干摩擦磨损特性[J].江南大学学报(自然科学版), 2009, 8(1):76-80.
【9】
LI Z W, GAO W, YOSHIHARA M, et al. Improving oxidation resistance of Ti3Al and TiAl intermetallic compounds with electro-spark deposit coatings[J]. Materials Science and Engineering:A,2003,347(1):243-252.
【10】
汪瑞军,钱已余,刘军.电火花强化WC92Co8复合界面行为研究[J].机械工程学报, 2004, 40(6):196-198.
【11】
GALINOV I V, LUBAN R B. Mass transfer trends during electrospark alloying[J]. Surface and Coatings Technology, 1996, 79(1):9-18.
【12】
FU Y Q, ZHU X D, XU K W, et al. Mechanical and tribological properties of ion-beam-enhanced-deposition TiN thin films[J]. Journal of Materials Processing Technology,1998, 83(1/3):209-216.
【13】
王少鹏,乔生儒,葛志宏,等.Ti17瞬态电能表面强化后的组织和耐磨性[J].材料热处理学报, 2006, 27(4):109-113.
【14】
FU Y Q, LOH N L, BATCHELOR A W, et al. Preparation and fretting wear behavior of ion-beam-enhanced-deposition CrN films[J].Materials Science and Engineering:A,1999,265(1):224-232.
【15】
ZEILER E, KLAFFKE D, HILTNER K, et al. Tribological performance of mechanically lapped chemical vapor deposited diamond coatings[J]. Surface and Coatings Technology, 1999, 116/119: 599-608.
【16】
ALTUS E, KONSTANTINO E. Optimum laser surface treatment of fatigue damaged Ti-6Al-4V alloy[J]. Materials Science and Engineering: A, 2001,302(1):100-105.
【17】
STALLARD J, POULAT S, TEER D G. The study of the adhesion of a TiN coating on steel and titanium alloy substrates using a multi-mode scratch tester[J]. Tribology International, 2006, 39(2): 159-166.
【18】
TIAN Y S, CHEN C Z, CHEN L X, et al. Microstructures and wear properties of composite coatings produced by laser alloying of Ti-6Al-4V with graphite and silicon mixed powders[J]. Materials Letters, 2006, 60(1):109-113.