电火花表面强化TC4钛合金组织特征及性能研究.pdf

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1、·机械研究与应用·2015年第4期(第28卷，总第138期)应用与试验电火花表面强化TC4钛合金组织特征及性能研究潘康，蔡兰蓉，李敏(天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津300222)摘要：为研究混粉准干式介质中电火花表面强化TC4钛合金工艺对强化层组织特性的影响，以石墨和紫铜为电极进行电火花表面强化试验。通过强化层微观组织形貌观察、显微硬度测定及摩擦磨损实验分析，研究表明：脉冲电流对强化层性影响较大；采用石墨电极获得强化层表面组织不规则且多层叠和褶皱，显微硬度大，耐磨性能好，而采用紫铜电极强化层表面相对平整，但有微裂纹。电火花放电强化对工件表面整

2、体性能改善显著，显微硬度提高3倍左右，强化层耐磨性能提高7倍左右。关键词：混粉准干式介质；TC4钛合金；强化层；微观组织和特性中图分类号：TG174．44；TG146．23文献标志码：A文章编号：1007—4414(2015)04—0125—03MicrostructureandPropertiesoftheStrengthenedLayeronTC4AlloyPreparedbyElectrosparkSurfaceStrengtheningPANKang，CAILan-rong，LIMin(TianfinKeyLaboratoryofHighSpeedCuttinga

3、ndPrecisionMachining，TianjinUniversityofTechnologyandEducation，TianJin300222，China)Abstract：InordertoinvestigatetheinfluenceofTC4alloypreparedbyeleetrosparksurfacestrengtheninginpowder-mixednear-drymediumonthemicrostruetureandpropertiesofthestrengthenedlayer，theeleetrosparksurfacestrength

4、eningtestisdonewiththegraphiteandtheredcopperastheelectrodes．Throughthemicrostructuremorphologyobservationofthestrength—enedlayer，themicro-hardnesstest，andthefrictionandweal"test，itisconcludedthatthepulsecurrenthasgreatimpactonpropertiesofthes~engthenedlayer；themicrostructureofstrengthene

5、dlayertreatedbygraphiteelectrodehasmorestacks，highmicro-hardnessandbetterwearresistance．whilethesurfaceisrelativelysmoothwithmicro-cracksbycopperelectrode．1’hewholeperformancewouldbeimprovedremarkablyaftertheelectricsparkstrengthening，andcomparingwiththematrix，themicro-hardnessofstrengthe

6、ninglayerisabout3timeshigherthanthatofTCAalloy，andthewearresistanceisabout7timeshigherthanthatofthematrix．Keywords：power-mixeddrymedium；TC4titaniumalloy；strengthenedlayer；microstructureandpropertiesO引言探索更为优越的电火花强化工艺已成为必然。此时，钛合金具有抗蚀性好、比强度高和无磁性等优良混粉准干式电火花表面强化技术应运而生。混粉准性能，是生物医疗、军工和机车产业等高科技领域

7、中干式电火花表面强化是以合金材料、碳化物和紫铜等常用的合金材料¨J。但是，TC4钛合金存在耐磨性导电材料为强化电极，雾(气体和液体混相)为工作差、易粘附和易发生塑变等缺陷。为改善这些不足，介质，并在雾中混入强化粉末材料，通过高能量密度研究者对TC4钛合金的强化进行了研究，如表面离电流放电，使基体材料、强化粉末、工具电极以及空气子渗碳渗氮、表面涂覆等技术，但是处理效果不是十电离离子在高温高压下熔化，并相互熔渗、扩散和发分理想。生物理化学反应，从而合金化形成新的强化层。因其近些年，随着表面技术的改进和创新，电火花表可在不改变基体材