氧化电压和时间对Ti75钛合金微弧氧化膜性能的影响.pdf

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1、群第6期VroI．32No．6【化学转化膜】氧化电压和时间对Ti75钛合金微弧氧化膜性能的影响申恒梅，毕四富一，白清友2曹立新，刘海萍(1．山东大学环境科学与工程学院，山东济南250100；2．哈尔滨工业大学(威海)海洋学院应用化学系，山东威海264209)摘要：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：Na3P04·12H2O14．0g／L，Na2SiO3"9H2O2．0g／L，钛及其合金生物相容性好，具有比强度高、热膨添加剂3．0g／L。借助体视显微镜、涡流测厚仪、显微硬度计、胀系数低，抗

2、断裂、耐疲劳等优良特性，在医学，航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空、航天、第三代舰艇等尖端科学技术领域等发挥着貌、厚度、显微硬度及构相等性能的影响。结果表明，微弧氧越来越重要的作用I1之】。然而钛合金硬度较低、耐磨性、化膜层主要由金红石型和锐钛矿型TiO，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。随氧化电压升耐高温性能较差；而且钛合金在使用中易造成与其接高，微弧氧化膜层中金红石相TiO，的含量增大。氧化时间对微触的铝、钢、铜及铜基合金工件在海水中产生电偶腐弧氧化膜层构相的影响

3、不大。蚀，制约了其在船舰中的实际应用。为改善钛合金的关键词：钛合金；微弧氧化；电压；时间；微观结构；显微硬度上述性能，国内外研究者开发了多种钛合金表面处理中图分类号：TG178；TQ153．6文献标志码：A文章编号：l004—227X(2013)06—0036—04和改性技术，主要有离子注入、气相沉积、激光表面Effectsofvoltageandtimeonpropertiesofmicro—arc改性、阳极氧化、微弧氧化及金属涂层等】。微弧氧oxidationcoatingonTi75titaniumalloy／／

4、SHEN化(MAO)是一种在有色金属(Al、Ti、Mg等)及其合Heng—mei，BISi—fu，BAIQing—you，CAOLi—xin，LIU金表面原位生长氧化物陶瓷层的技术_5]。该技术通过Hai—pingAbstract：Micro—arcoxidation(MAO)coatingwas将不同阴阳极电压、电流密度、占空比、脉冲频率以successfullypreparedonTi75titaniumalloybymicro—arc及电解液成分、温度、pH、微弧氧化时间等参数相组oxidationfromaba

5、thcontainingNa3POd·12H2O14．0g／L．合来获得具有特殊性能的氧化陶瓷膜。所得膜层较厚，Na2SiO·9H2O2．0g／L，andadditive3．0g／L．Theeffectsof具有硬度高、结合力强，耐腐蚀性及耐高温氧化性好oxidationvoltageandtimeonpropertiesofMAOcoating，等特点，在钛合金表面处理上具有广阔前景。suchasmorphology，thickness，microhardness，andstructure，werestudiedby

6、stereomicroscopy，eddycurrentthickness目前微弧氧化液多为碱性电解液，可分为硅酸盐、meter，microhardnesstester，andX．raydiffractometer．The氢氧化钠、磷酸盐和铝酸盐四大体系。本文在课题组resultsindicatethattheMAOcoatingiSmainlycomposedof前期试验的基础上选用磷酸盐电解液体系，研究_『微futileandanataseTi0，．Theeffectsofoxidationvoltageand弧氧

7、化电压及氧化时间对Ti75钛合金微弧氧化膜表面timeonthemorphology，thickness，andmicrohardHessofMAOcoatingaresignificant．ThecontentofrutileTi0，in微观形貌、厚度、硬度及组成等性能的影响。MAOcoatingiSincreasedwithincreasingoxidationvoltage．1实验whileoxidationtimehaslittleeffectonthestructureofMAOcoating．1．1微弧氧化

8、Keywords：titaniumalloy；micro．arcoxidation；voltage；选用2cmX5cm的钛合金(Ti75)试片作基体，先time；microstructure；micrOhardness后用400#、800#金刚石砂纸打磨试片，为避免边角效First．author’Saddress：Schoolof