稀有金属材料与工程
稀有金屬材料與工程
희유금속재료여공정
RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERNG
2013年
2期
331-335
,共5页
汤金钢%刘道新%唐长斌%于首明%张晓化
湯金鋼%劉道新%唐長斌%于首明%張曉化
탕금강%류도신%당장빈%우수명%장효화
钛合金%离子渗锆%离子氮化%高温磨损
鈦閤金%離子滲鋯%離子氮化%高溫磨損
태합금%리자삼고%리자담화%고온마손
为了改善钛合金的高温耐磨性能,采用锆-氮离子共渗与异步渗(渗锆后再氮化处理)两种工艺技术分别在Ti6A14V钛合金表面制备致密的锆-氮合金化改性层,对比研究了合金化层的组织结构特征和高温摩擦磨损性能.结果表明,两种工艺制各的Zr-N合金层表面均由ZrN相组成,异步渗改性层的内层则包含较厚的Zr-Ti固溶体,两种等离子表面合金化层均使钛合金表面硬度显著提高.同样温度和处理时间条件下,异步渗合金化层的厚度约为锆-氮共渗合金化层厚度的6倍,且氮化物层也较厚,原因归于前者处理过程中Zr与Ti之间良好固溶特性的充分发挥及ZrN相的扩散障作用的有效抑制.300℃高温下球盘摩擦磨损试验结果表明,由于锆-氮共渗合金化层深度较小,因而改善钛合金基材耐磨性能的效果相对较低.锆-氮异步渗处理则使Ti6A14V钛合金耐磨性能显著提高,摩擦因数降低50%以上,比磨损率降低2个数量级,原因归于该类合金化层高的表面硬度、大的层深、良好的高温抗氧化性能及优异表面承载能力的有机匹配.
為瞭改善鈦閤金的高溫耐磨性能,採用鋯-氮離子共滲與異步滲(滲鋯後再氮化處理)兩種工藝技術分彆在Ti6A14V鈦閤金錶麵製備緻密的鋯-氮閤金化改性層,對比研究瞭閤金化層的組織結構特徵和高溫摩抆磨損性能.結果錶明,兩種工藝製各的Zr-N閤金層錶麵均由ZrN相組成,異步滲改性層的內層則包含較厚的Zr-Ti固溶體,兩種等離子錶麵閤金化層均使鈦閤金錶麵硬度顯著提高.同樣溫度和處理時間條件下,異步滲閤金化層的厚度約為鋯-氮共滲閤金化層厚度的6倍,且氮化物層也較厚,原因歸于前者處理過程中Zr與Ti之間良好固溶特性的充分髮揮及ZrN相的擴散障作用的有效抑製.300℃高溫下毬盤摩抆磨損試驗結果錶明,由于鋯-氮共滲閤金化層深度較小,因而改善鈦閤金基材耐磨性能的效果相對較低.鋯-氮異步滲處理則使Ti6A14V鈦閤金耐磨性能顯著提高,摩抆因數降低50%以上,比磨損率降低2箇數量級,原因歸于該類閤金化層高的錶麵硬度、大的層深、良好的高溫抗氧化性能及優異錶麵承載能力的有機匹配.
위료개선태합금적고온내마성능,채용고-담리자공삼여이보삼(삼고후재담화처리)량충공예기술분별재Ti6A14V태합금표면제비치밀적고-담합금화개성층,대비연구료합금화층적조직결구특정화고온마찰마손성능.결과표명,량충공예제각적Zr-N합금층표면균유ZrN상조성,이보삼개성층적내층칙포함교후적Zr-Ti고용체,량충등리자표면합금화층균사태합금표면경도현저제고.동양온도화처리시간조건하,이보삼합금화층적후도약위고-담공삼합금화층후도적6배,차담화물층야교후,원인귀우전자처리과정중Zr여Ti지간량호고용특성적충분발휘급ZrN상적확산장작용적유효억제.300℃고온하구반마찰마손시험결과표명,유우고-담공삼합금화층심도교소,인이개선태합금기재내마성능적효과상대교저.고-담이보삼처리칙사Ti6A14V태합금내마성능현저제고,마찰인수강저50%이상,비마손솔강저2개수량급,원인귀우해류합금화층고적표면경도、대적층심、량호적고온항양화성능급우이표면승재능력적유궤필배.