钛合金表面Ni-B镀层的制备工艺及微动磨损性能VIP免费

第31卷第8期2010年8月材料热处理学报TRANSACTIONSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTVol.31No.8August2010钛合金表面Ni-B镀层的制备工艺及微动磨损性能杨玲玲，宋丹路，师晓(西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010)摘要:以钛合金TA7为基体，分别制备了硝酸铅做稳定剂的常规Ni-B镀层和硫酸铊做稳定剂的Ni-B镀层(NTB镀层)。提出了一种改进型的钛合金表面活化工艺，通过该前处理工艺能够获得具有良好结合力的镀层。用TM-1000扫描电子显微镜观察了镀层微观显微形貌，在DELTALAB-NENE高精度液压伺服微动试验机上进行了微动摩擦试验，结果表明:跑合阶段NTB镀层摩擦系数为0.13，同比基体减小了24%，比常规Ni-B镀层减小了19%，摩擦系数上升的速度比基体减缓了75%，比常规Ni-B镀层减缓了40%，说明硫酸铊做稳定剂的NTB镀层具有优异的抗微动损伤性能。关键词:钛合金;化学镀;微动损伤;NTB镀层;Ni-B镀层中图分类号:TG174.44;TH117.1文献标志码:A文章编号:1009-6264(2010)08-0132-04PreparationtechnologyandfrettingbehaviorofNi-BcoatingsontitaniumalloyYANGLing-ling，SONGDan-lu，SHIXiao(ManufacturingScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，China)Abstract:Ni-Bcoatingswithleadnitrateasstabilizer(Ni-Bcoating)andwiththalliumsulfateasstabilizer(NTBcoating)werepreparedontitaniumalloyTA7substratebyelectrolessplating.Amodifiedtwice-zinc-dippingprocesswasdevelopedtoimprovetheactiviationoftitaniumalloy.Surfacemorphologyofthecoatingswasobservedbymeansofscanningelectronmicroscopeandthefrettingpropertywastestedonahydraulicservofrettingweartester.TheresultshowsthatthefrictioncoefficientofNTBcoatingis0.13inrunning-instage，whichdecreases24%and40%comparedwiththatofsubstrateandNi-Bcoating，respectively.Keywords:tianiumalloy;electrolessplating;frettingdamage;NTBcoating;Ni-Bcoating收稿日期:2009-07-31;修订日期:2010-05-04基金项目:四川省科技支撑计划(2008GZ0037);西南科技大学重点项目(06ZX2120)作者简介:杨玲玲(1984—)，女，从事表面工程及摩擦学方面研究，E-mail:yll_sjz@126.com;通讯作者:宋丹路(1971—)，E-mail:danlus@vip.sina.com。钛合金因其比强度高、低密度、良好的耐蚀性和高温性能及优异的综合力学性能，在航空航天等工业中占据越来越重要的位置。但是钛合金抗微动性能差，这成为影响其使用性能和寿命的最重要因素之一。因此采用合理的表面改性技术获得良好的抗微动损伤涂层，成为解决这一问题的有效途径［1-4］。国内外对钛合金抗微动损伤的防护研究多是通过磁控溅射［5］、气相沉积［5-7］、喷丸、离子注入、等离子喷涂［8］、粘接固体润滑涂层［9-10］、激光淬火［11-12］等方法来实现，但是这些方法的实现通常需要特殊设备，成本较高。相对而言，化学镀技术投入较少，因其广泛的适应性及良好的可操作性，在表面改性技术中起着越来越重要的作用［13］。化学镀是通过溶液中适当的还原剂使金属离子在金属表面自催化作用下还原进行的金属沉积过程［14］。本文以钛合金为基体用化学镀方法制备了硝酸铅为稳定剂的常规Ni-B镀层和硫酸铊做稳定剂的Ni-B镀层(NTB镀层)，提出了一种改进的钛合金表面活化工艺，研究在钛合金基体沉积两种镀层工艺及其微动磨损性能。1试验材料及方法1.1试样制备试验基体材料为TA7钛合金，规格为10mm×10mm×20mm。由于钛合金表面极易生成一层致密的氧化膜，致使其呈现表面惰性，在这层薄膜上难以沉积出结合力良好的镀层。因此钛合金上镀覆必须解决好镀前预处理工艺。国内外对此虽有相关报道［15-20］，但由于技术保密或存在过腐蚀、严重渗氢等问题，通常无法满足航空航天等工业中对钛合金零部件的一些特殊要求，比如高的可靠性。本文综合前人的研究成果，改进了二次浸锌工艺，得到结合力良好第8期杨玲玲等:钛合金表面Ni-B镀层的制备工艺及微动磨损性能的化学镍预镀层，保证了后续镀覆Ni-B的高可靠性。具体工艺为:1)机械抛光及除油:钛合金表面在低应变下易...