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TC4鈦合金表面熱浸鍍55%Al-Zn鋁鋅合金工藝研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司
更新時(shí)間：2013-04-18
??? 近代航空航天系統(tǒng)的機(jī)械連接以鈦代鋼的趨勢(shì)日趨明顯，雖然減重作用明顯，但隨之而來的接觸腐蝕問題卻非常嚴(yán)重。熱浸鍍技術(shù)具有理論完備、鍍層結(jié)合力高、易操作、設(shè)備投資少及工業(yè)化程度高等特點(diǎn)。傳統(tǒng)熱浸鍍工藝分森吉米爾法和熔劑法兩種。森吉米爾法雖然自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率較高，產(chǎn)品處理穩(wěn)定，但設(shè)備投資較大，工藝復(fù)雜。而熔劑法是用熔融的熔劑或水溶液溶劑來保護(hù)經(jīng)預(yù)處理后的新鮮基體表面不被氧化，同時(shí)當(dāng)基體進(jìn)入浸鍍液時(shí)提高基體材料表面的活性及與鍍液的浸潤(rùn)性的方法。它具有設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)靈活的特點(diǎn)，是一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可行的方法。本文擬研究采用溶劑法在鈦合金表面熱浸鍍鋁鋅合金形成電位過渡層的工藝方法和參數(shù)。
本實(shí)驗(yàn)熱浸鍍鋁鋅采用干法單件浸鍍。試樣尺寸20mm×20mm×4mm，試樣材料為Ti-6Al-4V合金。鍍液由基體成分為55%Al-43.4%Zn-1.6%Si的鑄錠熔融得到，其中適量的Si能有效降低鍍液的熔點(diǎn)，增加鍍液的流動(dòng)性及鍍液對(duì)基體的浸潤(rùn)性。
通過鍍后宏觀表面狀況的對(duì)比、鍍層厚度測(cè)量、微觀成分及組織結(jié)構(gòu)的分析和經(jīng)濟(jì)成本的綜合考慮得出相對(duì)較優(yōu)的熱浸鍍工藝流程及參數(shù)，并對(duì)其采用HXS-1000A顯微維氏硬度計(jì)進(jìn)行截面硬度分析,用WS-2006涂層附著力自動(dòng)劃痕儀做結(jié)合力測(cè)試。
TC4表面合理的熱浸鍍55%Al-Zn合金的工藝參數(shù)為：浸鍍溫度670℃，浸漬時(shí)間7min，提出速度0.1m/s，添加0.2%的Ce，空冷。鍍層表面組織主要為Al2Zn3合金相和Al、Zn富集相及其氧化產(chǎn)物Al2O3、ZnO。鍍層截面組織為外層Al-Zn相、中間互擴(kuò)散層及TC4基體層構(gòu)成。其互擴(kuò)散層中Zn含量較少，主要為Ti-Al金屬間化合物。所得鍍層表面組織為Al-Zn合金，電位較低，起到了鈦合金表面電位過渡的作用;所得鍍層截面組織致密、有一定的硬度，Zn成分分布均一連續(xù)，可以起到犧牲陽極保護(hù)陰極的作用;有一定厚度的互擴(kuò)散層，結(jié)合力良好而又不失韌性，適合接觸使用。
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