TC6钛合金表面hBN/cBN颗粒复合微弧氧化膜的微观结构及性能

摘要

[目的]在电解液中同时添加平均粒径均为3～5μm的hBN(六方氮化硼)和cBN(立方氮化硼)颗粒，通过微弧氧化(MAO)技术在TC6钛合金表面制备复合氧化膜，以提升其耐磨性和耐蚀性。[方法]采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、动电位极化曲线测试和球-盘磨损试验研究了hBN/cBN颗粒含量比(二者总质量浓度为3 g/L)对MAO膜层组织结构、耐蚀性及耐磨性的影响。[结果]多数hBN和cBN颗粒以熔融态形式存在于复合MAO膜层中，少量以颗粒的形式粘附在表面或填充到微孔中，还有部分分解并生成MoN、MoB等增强相。相比于无颗粒的MAO膜层，hBN/cBN颗粒复合MAO膜层具有更好的致密性和更高的显微硬度，因此具有更佳的耐磨性和耐蚀性。当hBN/cBN含量比为1∶2时复合MAO膜层的显微硬度最高，达1 228 HV。当hBN/cBN含量比为2∶1时所得复合MAO膜层的综合性能最佳，摩擦因数为0.35且波动较小，比磨损率为无颗粒MAO膜层的50%，腐蚀电流密度低1个数量级。[结论]hBN/cBN颗粒复合微弧氧化可显著提升TC6钛合金的耐磨性和耐蚀性，其中较佳的hBN与cBN质量浓度比为2∶1。

关键词

钛合金 / 微弧氧化 / 氮化硼 / 耐蚀性 / 耐磨性