| 硅酸钠浓度对Ti3Al基合金微弧氧化层生长及其摩擦磨损性能的影响 |
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| 引用本文： | 贾文婷,王文波,田林海,王晓云,常勇强,张伟樯,聂勇.硅酸钠浓度对Ti3Al基合金微弧氧化层生长及其摩擦磨损性能的影响[J].表面技术,2019,48(7):104-111. |
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| 作者姓名： | 贾文婷 王文波 田林海 王晓云 常勇强 张伟樯 聂勇 |
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| 作者单位： | 太原理工大学 机械工程与运载学院学院,太原,030024;太原理工大学表面工程研究所,太原,030024 |
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| 基金项目： | 山西省自然基金项目（201801D121098）；山西省回国留学人员科研资助项目（2016-025） |
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| 摘 要： | 目的 研究硅酸钠溶液浓度对Ti3Al基合金表面制备微弧氧化膜层结构的影响，以提高Ti3Al基合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法 采用恒流模式微弧氧化电源，分别在6、8、10 g/L的Na2SiO3电解液中，对Ti3Al基合金试样进行微弧氧化处理，用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、Image J软件、X射线衍射仪（XRD）及显微硬度仪，分析微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌、元素分布、厚度、相组成以及表面硬度。用CFT-I 型磨损试验机研究不同微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果 随着Na2SiO3浓度的增加，微弧氧化的工作电压与起弧电压均逐渐减小。微弧氧化层表面呈多孔状，存在熔融物堆积导致的环状凸起。随着Na2SiO3浓度的增加，氧化层表面微孔直径减小，膜层逐渐增厚。微弧氧化膜层主要Al2O3、SiO2、TiO2、Nb2O5以及Al2SiO5相组成，微弧氧化处理明显降低了Ti3Al基合金的摩擦系数和磨损率。电解液Na2SiO3质量浓度为10 g/L时，微弧氧化膜层的平均摩擦系数为0.49，磨损率仅为2.1×10-7 mm3/(N?mm)，主要表现为微切削磨损与轻微的粘着磨损。结论 随着硅酸钠浓度的增加，有利于提高微弧氧化膜层的形成速率，缩短反应时间。微弧氧化处理能够显著改善Ti3Al基合金的耐磨性。
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| 关 键 词： | Ti3Al基合金 微弧氧化 摩擦磨损 微弧氧化层 硅酸钠 电压 |
| 收稿时间： | 2018/12/4 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/7/20 0:00:00 |
Effect of Na2SiO3 Concentration on Growth and Friction and Wear Properties of Micro-arc Oxide Coatings on Ti3Al-based Alloys |
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| JIA Wen-ting,WANG Wen-bo,TIAN Lin-hai,WANG Xiao-yun,CHANG Yong-qiang,ZHANG Wei-qiang and NIE Yong.Effect of Na2SiO3 Concentration on Growth and Friction and Wear Properties of Micro-arc Oxide Coatings on Ti3Al-based Alloys[J].Surface Technology,2019,48(7):104-111. |
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| Authors: | JIA Wen-ting WANG Wen-bo TIAN Lin-hai WANG Xiao-yun CHANG Yong-qiang ZHANG Wei-qiang and NIE Yong |
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| Affiliation: | a.School of Mechanical Engineering and Transportation, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China,a.School of Mechanical Engineering and Transportation, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China,b.Research Institute of Surface Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China,b.Research Institute of Surface Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China,a.School of Mechanical Engineering and Transportation, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China,a.School of Mechanical Engineering and Transportation, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China and a.School of Mechanical Engineering and Transportation, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Ti3Al-based alloy micro-arc oxidation friction and wear micro-arc oxidation coating Na2SiO3 voltage |
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