Ti6Al4V钛合金表面Zr-N合金化层的抗高温摩擦磨损性能 |
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引用本文: | 汤金钢,刘道新,唐长斌,于首明,张晓化.Ti6Al4V钛合金表面Zr-N合金化层的抗高温摩擦磨损性能[J].稀有金属材料与工程,2013(2):331-335. |
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作者姓名: | 汤金钢 刘道新 唐长斌 于首明 张晓化 |
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作者单位: | 西北工业大学 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助(51171154,51101127) |
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摘 要: | 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Ti6Al4V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,两种工艺制备的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Ti6Al4V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。
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关 键 词: | 钛合金 离子渗锆 离子氮化 高温磨损 |
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