多弧离子镀铝工艺对TC4钛合金微弧氧化膜结构及性能的影响

采用多弧离子镀技术,在不同偏压和沉积温度工艺条件下,在TC4钛合金上制备铝镀层,然后进行微弧氧化。采用光学显微镜、摩擦磨损试验机、点滴试验研究了不同多弧离子镀工艺对镀铝层微弧氧化磨微观结构、耐磨性和耐蚀性能的影响。结果表明:随着多弧离子镀基体偏压由-200 V增加至-300 V,温度由25℃增加至250℃,微弧氧化膜表面变得更致密,膜层表面微孔孔径减小,偏压和温度分别为-300 V、250℃的条件下,微弧氧化膜的摩擦系数最低,磨损量最小,在酸性重铬酸钾溶液的点滴实验中,耐蚀性最好。

扩散处理对离子镀铝TiAl合金高温氧化性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备纯铝层,分别进行720℃×2 h、780℃×2 h和840℃×2 h高温扩散处理,采用SEM、EDS和XRD分析了扩散铝层的微观组织及其相组成,并测试了不同扩散热处理工艺对合金高温氧化性能的影响。结果表明:随着扩散温度升高,镀铝扩散层厚度不断增加,扩散层由表及里形成Al2O3/TiAl3/TiAl2的结构特征,且内部Al元素浓度呈梯度分布;镀铝经扩散处理后的TiAl合金在850℃空气中的氧化速度主要受扩散层元素与基体元素之间的热扩散过程控制。氧化动力学曲线呈对数变化规律。当扩散工艺为840℃×2 h时,镀铝扩散层具有优良的抗高温氧化性能。

扩散铝涂层对TiAl合金高温摩擦磨损性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,并进行720℃×4 h高温扩散处理。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,测试了其显微硬度和耐磨性。结果表明:TiAl合金表面离子镀铝后,形成致密的纯铝层;经扩散处理后,膜层中纯铝相消失,形成了表面氧化层Al2O3和中间扩散层TiAl3,膜层硬度明显增加,显著提高了TiAl合金基材的抗高温摩擦磨损性能。

Al-Cr涂层对TC21合金抗氧化和热腐蚀性能的影响

采用双辉等离子表面渗铬和后续多弧离子镀铝处理在TC21合金表面制备Al-Cr涂层;同时研究Al-Cr涂层在850℃下的高温氧化行为和850℃下25%NaCl+75%Na_2SO_4(质量分数)混合盐中的热腐蚀行为。结果表明:Al-Cr复合涂层包括表面富Al沉积层、中间Al-Cr扩散层和内侧Cr-Ti互扩散层。在850℃氧化100 h后,Al-Cr涂层表面生成致密Al_2O_3膜,对基体有很好的保护作用;中间Al-Cr扩散层中Cr元素的存在促进Al的选择性氧化,有利于涂层的后续氧化行为。在850℃混合熔盐中腐蚀100 h后,内部Cr-Ti扩散区仍保持完整,涂层表现出较好的热腐蚀抗力。