船用钛合金微弧氧化膜的性能及其研究进展

钛合金密度小、比强度高、可加工性好及耐海水腐蚀性强,是一种优秀的船舶材料.然而钛合金较低的耐磨性能、耐高温氧化性能及其对异种金属的电偶腐蚀等制约了其在船舶中实际应用.通过微弧氧化在钛合金表面原位生长氧化物陶瓷层,可显著改善钛合金的以上性能.文中综述了国内外船用钛合金微弧氧化研究进展及微弧氧化对钛合金的耐磨性、耐蚀性、结合强度及抗高温氧化性能的研究现状,展望了微弧氧化技术改善船用钛合金表面性能的发展趋势.     

Ti75钛合金微弧氧化膜的制备及性能

在含硅酸钠10g/L、六偏磷酸钠2g/L、柠檬酸钠2g/L和添加剂4g/L的电解液中,以微弧氧化技术在Ti75钛合金的表面成功制备了微弧氧化膜。采用涡流测厚仪、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等手段研究了微弧氧化电压和时间对钛合金微弧氧化膜厚度的影响,分析了氧化膜层的表面形貌、组成、硬度、耐蚀性能及高温性能。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型二氧化钛组成。氧化电压升高,膜层厚度增加;氧化时间延长,初期膜层厚度增加明显,20min后膜厚增加减缓。经微弧氧化处理后,钛合金的硬度、耐蚀性能和高温抗氧化性能均得到了明显改善。     

氧化电压和时间对Ti75钛合金微弧氧化膜性能的影响

通过微弧氧化在Ti75钛合金表面成功制得微弧氧化膜层。电解液组成为:Na3PO4·12H2O14.0g/L,Na2SiO3·9H2O2.0g/L,添加剂3.0g/L。借助体视显微镜、涡流测厚仪、显微硬度计、X射线衍射仪等设备,研究了氧化电压和时间对微弧氧化膜形貌、厚度、显微硬度及构相等性能的影响。结果表明,微弧氧化膜层主要由金红石型和锐钛矿型TiO2组成。氧化电压和时间对氧化膜的形貌、厚度及显微硬度的影响较大。随氧化电压升高,微弧氧化膜层中金红石相TiO2的含量增大。氧化时间对微弧氧化膜层构相的影响不大。