钛合金微弧氧化耐磨损复合技术

当今，在日益发展趋势的工业生产要求的迫使下，复合型镀层技术将慢慢取代单一镀层技术。微弧氧化又被称为微等离子技术空气氧化，该技术可在非金属材料Al、Mg、Ti及其相对应的铝合金表面，依靠高电压、高电流量及瞬间高溫的功效，制取出具备优良冶金工业性能的瓷器层。瓷器层主要成分是基体原点生长发育的金属氧化物，与此同时电解液成分也会参加到微弧氧化膜层中。微弧氧化全过程中的电主要参数（如水溶液秘方、电流电压、pwm占空比、单脉冲頻率等），都对微弧氧化膜的制取和外部经济构造有非常大的危害。该方式加工工艺安全性、实际操作简单、水溶液环境保护，与此同时也具备别的解决技术无可比拟的加工工艺简易、膜层匀称高密度、对产品工件规格限定较少等优势。

钛合金微弧氧化膜具备强度高、膜基融合抗压强度高、耐腐蚀、耐磨损等优势，但其膜层表面比较不光滑，且松散多孔结构，摩擦阻力很大，进而减少了膜层的耐磨性能，减少了空气氧化膜的使用期限，不利钛合金在损坏自然环境下的运用。现阶段，对于改进钛合金微弧氧化膜这一缺点，俄罗斯科学院的一些科研院所进行了许多 工作中，而中国针对这一难题的关心才刚发展。文中关键详细介绍在微弧氧化技术的基本上，融合封孔法、镀铝膜法、单脉冲离子束法、水热法和电泳原理堆积法等开展复合型解决的有关技术。

2.1微弧氧化 封孔法

因为钛合金微弧氧化膜表面松散多孔结构，一些学者们想方设法根据物理学、有机化学或是光电催化方式，将润化化学物质添充到微弧氧化膜的孔隙度中，以做到自润滑轴承的实际效果。在其中聚四氟乙烯（PTFE）耐热性好，在各种各样自然环境中具备优质的有机化学可靠性，是一种理想化的自润滑轴承原材料。

赵晖等将PTFE颗粒添充到钛合金微弧氧化膜层孔隙度中开展干固解决，制取PTFE复合型自润滑轴承膜。在注浆加固解决后，透射电镜（SEM）观查数据显示复合袋孔眼显著降低，表面外貌更加整平；在接着的磨擦损坏试验中，微弧氧化膜的摩擦阻力约为0.4,而经封孔解决的复合袋的摩擦阻力仅为0.15。杜楠等在微弧氧化锂电池电解液中加上少量Cr2O3颗粒，根据封孔法，也使钛合金微弧氧化复合袋的耐磨性能得到提升 。现阶段，封孔法应用的封孔剂多见绝缘层有机物，因而在导电性原材料的运用上限定较多。与此同时，封孔法解决构造繁琐、规格很大的零件时，用时较长，也难以涂敷及时。

2.2微弧氧化 水热法

水热法是在密闭式的器皿里盛满反映物质，运用热原对器皿开展持续加温，使器皿內部做到高溫和髙压的情况，在超高压功效下，难溶或不溶的化学物质会产生融解并进一步重结晶。

Vangolu等研究了TC4钛合金经微弧氧化与水热技术复合型改性材料膜的耐磨损性能。与微弧氧化解决的Ti6Al4V对比，复合袋为带有羟基磷灰石的TiO2层。在荷载为1 N、速率为6.5 cm/s的状况下开展磨擦时，复合型解决使膜层摩擦阻力由0.6降至0.4,磨损量也由0.25减少到0.18,明显增强了膜层的耐磨性能。但该复合袋层在高荷载下耐磨损性能变弱，不适感用以在长时间负荷情况下运用。

2.3微弧氧化 单脉冲离子束

单脉冲离子束（HCPEB）表面解决技术以快速电子器件做为媒介，在十分短的時间内将出射动能功效于原材料的表面，并造成一系列状况，包含熔融、冷疑、气化、提高、蔓延等，进而得到别的热处理工艺难以达到的物理学、有机化学和结构力学性能。运用HCPEB法在钛合金微弧氧化膜上制取复合型改性材料层，归属于镀层重熔范围，即事先制取出微弧氧化镀层，随后对空气氧化膜增加HCPEB,开展离子束重熔，进而能够提升 膜层的匀称高密度性、晶体优化水平、膜基融合抗压强度、耐磨损、耐腐蚀等特点。

杜春燕选用HCPEB法解决钛合金微弧氧化膜，SEM观查表明解决过的微弧氧化膜孔眼、颗粒物特点显著消退，强度较大 可做到1695 HV,且磨砂颗粒损坏征兆缓解。可是，复合袋表面、横截面都存有一定的裂痕，从而造成膜层融合抗压强度减少。与此同时，HCPEB法对微弧氧化膜表面粗糙度规定较高。现阶段，将HCPEB与MAO融合的事例很少，有关的科学研究也较少。