热喷涂过程氧化对钛合金∕涂层结合性能的影响

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1、第32卷第l期2叭4年2月中国民航大学学报JOURNALoFCⅣILAV队TIONIm咖RSlTYoFCH矾AV01．32No．1Febmary2014热喷涂过程氧化对钛合金赊层结合性能的影响纪朝辉8，孙振8，杨律8，朱灏楠8，张学伟8，薛(中国民航大学a．理学院；b．安全科学与工程学院，天津300300)摘要：通过探究热喷涂过程中钛合金的氧化机制，得出其对涂层，基体结合性能的影响。利用HOVF方法分别在不同处理状态下的钛合金表面制备WC涂层．对比两种试样的元素含量、显微组织和力学性能，分析氧化过程对涂层结合性能的影响。经EDS分析，喷砂过程对钛合金的氧化作用影响很小，基本可

2、以忽略；而通过拉伸和弯折实验发现，喷涂过程对涂层／基体的氧化影响较大，导致最终的结合性能存在差异，结果显示喷涂过程中的氧化会造成涂层，基体结合性能下降。关键词：涂层／基体；HOVF；钛合金；结合性能；氧化中图分类号：V254．2；TGl74．442文献标志码：A文章编号：1674—559012014)01—0037一04Ea奄ctofo】

3、【idationprocessonbindingpropertiesoftitaIlimnaUoy／亡oatingduringthe珊alspraying刀Z危∞一九Ⅱi8，SUⅣZ危en8，yAJ7、rGL越8，ZHUH∞一n帆8，ZHA

4、ⅣGX“e一训ei8，XⅦR扩(a．＆据Mecoffege；b．cDf如萨旷S咖钞．sc曲we&E，铆聊e^昭，cA沈，7I咖讥300300，吼i眦)Abstract：Byexploringtheoxidationmechanismoftitaniumalloyduringthethernlalsprayprocess，itse￡f'ectonbindingpropertiesofthecoatin∥substmteisobtained．UsingthemethodofHVOF，wCcoatingontitaniumalloysuTf孔eispreparedunderdi珏．

5、erentprocessingstates．Comparingtwosamples’elementcontents，micmstmcturesandmechanicalpmperties，thee珏．ectofoxidationprocessonbindingpmpertiesoftitaniumalloy，coatingduringthe瑚alspmyingisanalysed．EDSanalysesshowthatthesandblastingprocesshaslittleeffectontheoxidationoftitaniumanditcanbeignoredba

6、sically．BystretchingandbendingtestswefindthatoxidationinsPmyingprDcesshasagreaterimpactonthecoa“n∥毫ubstmteandleadstodifI．erentbindingproperties6nally．Theresultsshowthattheoxidationduringsprayingprocesscancausedegmdationofcombinationped’omance0fcoatin∥substrate．Keywo“ls：coatin幽ubstrate；HOVF；

7、titaniumalloy；bindingpropenies；oxidationTi一6Al一4V合金是典型的马氏体(仅+B)型两相钛合金，在1954年由美国首先研制成功，目前已经发展为一种国际性钛合金，世界各国都生产相应牌号的Ti一6Al一4V合金。在中国，其牌号为Tc。。因其优异的综合力学性能如质量轻、比强度高等优点，已广泛应用于宇航工业，例如制造飞机结构中的各种梁、隔框、滑轨和起落架梁，航空发动机的风扇、压气机叶盘和叶片，航天火箭的壳体和压力容器，以及各种类型的紧固件等【u。然而钛合金易氧化，同时表面耐磨性较差，寿命受到很大的影响。采用热喷涂技术在Ti一6Al一4V表面

8、上制备碳化钨涂层可以提高其表面耐磨性，但由于热喷涂带来的钛合金氧化，可能对涂层／基体结合强度造成一定的影响【2】。因此，探究热喷涂过程中钛合金的氧化机制对钛合金的应用有着极为重要的意义。1研究及方法试验采用的是(0l+B)两相钛合金Ti一6Al一4V，表1中显示的为合金的元素成分，按标准制备3种尺寸的基体试样，金相试样尺寸为10mm×10mm×3mm；拉伸试样为直径25．4mm、高6mm的标准圆柱；弯折试收稿日期：2012一11—27；修回日期：2012一12—24基金项目：国家级大学生创新创业训练计划