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张春艳等热氧化处理对钛合金表面耐磨性能影响的研究
热氧化处理对钛合金表面耐磨性能影响的研究
张春艳,李春天,张津
重庆工学院材料科学与工程学院,重庆
摘要为研究热氧化工艺对钛合金表面耐磨性的影响,提高钛合金的表面硬度和耐磨性能,采用热氧化处理技术在钛合
金表面生成热氧化陶瓷层,借助电子探针、衍射仪对热氧化层进行了成分和结构分析。采用一型高速滑块磨损试验机,在润
滑条件下对经热氧化处理和未处理的合金耐磨性进行滑动一滚动试验。结果表明:热氧化后的合金的磨损量明显减
少,该热氧化处理方法能显著增强合金的耐磨性:根据试验结果和系统分析,讨论了热氧化处理后材料的摩擦磨损机制。
【关键词;热氧化;滑动一滚动;摩擦;耐磨性能
中图分类号. 文献标识码文章编号—一一


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引言氧化层和层氧扩散层,以改善钛合金表面的耐磨性,是近年来
钛合金表面改性的一种新方法,该方法已经成功应用于轮
钛及其合金具有高的比强度、优良的耐蚀性和生物相容性船和跑车发动机等钛部件的表面处理中。本文以应用广泛
的为研究对象,研究热氧化工艺对钛合金表面耐磨性
等综合性能,因而广泛适于航航火、化学、石油化工、船舶等
的影响,。
领域。然而在滑动情况下,钛合金摩擦性能差,摩擦因数高且
稳定,易磨损腐蚀,高温下易粘附,而且由于传统润滑矿物油
和润滑脂不能用于润滑钛合金,因此钛合金主要应用于无摩试验
擦性要求的领域
日前还不十分清楚钛及其合金摩擦性能差的孽擦磨损机. 热氧化处理
理,然而研究表明,这可能和它们自身的电子排布、晶体结构以从退火态合金板材上经线切割截取试样,尺寸为
及润滑性能有关,也就是说,钛及其合金不良的摩擦性能与××。试样用、、金相水砂纸依
其金属固有的特性有关。因此,只有通过表面工程改善其表面次打磨光滑,用蒸馏水洗净,然后在无水乙醇中超声清洗
性能才能克服这个问题,研究证明,表面工程是增强钛合金摩擦,并在丙酮中浸泡,干燥后,
性能的最有效方法。称重,再放入箱式炉中进行热氧化处理。在前期试验的研究基
通过热氧化处理在钛合金表面形成层薄的金红石, 础上,热氧化处理的温度为℃,热氧化时间分别为
试样、试样、试样、试样,热氧化处理
收稿日期—一后的试样随炉冷却。试样为钛合金原始试样,用作试验对比。
作者简介张春艳一,女, 林通化人,讲师,硕士,主要从事钛. 耐磨测试
合金表面处理及陶瓷涂层制备方面的研究
采用一型高速滑块磨损试验机对不同热处理后的钛
第卷第期年月
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合金试样进行滚动接触摩擦试验,润滑油型号为/型。面出现个较宽的低铝富钛区。
在每次磨损试验前后对试样进行超声波清洗,并在丙酮钛合金的氧化结果表明:高温钛合金的氧化层由,和其
中浸泡,然后干燥,并称重,精确到.。试验力为,转速外表面的一薄层所组成,在氧化过程中主要发生以下
为/,磨损时间为。种反应:
. 表征分析
采用一型数字式涂层测厚仪进行氧化层厚度的测/
定,采用—型显微