粉床增材制造Ti6Al4V合金微弧氧化处理及耐腐蚀性能研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:simon20088
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增材制造技术具有快速成形复杂几何形状的优点,是近年来材料领域研究的热点,其中增材制造制备Ti6A14V合金占比达到50%以上。增材制造技术特有的快速凝固热加工历史引起Ti6A14V合金表面粗糙度高、熔合不良及显微组织紊乱等缺陷。尤为严重的是成形件表面未熔粉末粘附及台阶效应致使表面粗糙度过高,导致沉积态零件疲劳性能及耐腐蚀性能下降严重,成为工业大规模应用的瓶颈之一。目前采用化学、电化学和车削加工等常规表面处理技术尚不能完全满足增材制造技术制备钛合金复杂形状零件改善表面缺陷的需求。针对以上难题,本文采用微弧氧化(MAO,Micro-arcoxidation)技术分别在恒压和恒流模式下对激光选区熔化(Selectivelasermelting,SLM)技术和电子束选区熔化(Selectiveelectronbeammelting,SEBM)技术制备的原始沉积态Ti6A14V合金进行表面综合处理,系统研究膜层相组成、表面形貌、膜层厚度以及表面粗糙度等因素对膜层的耐腐蚀性能的影响。主要研究结果如下:(1)沉积态SLM和SEBM试样的相组成为(α α)和(α β);恒流模式微弧氧化处理后相组成为锐钛矿相、金红石相和Srilankite相的TiO2,较恒压模式微弧氧化处理仅产生锐钛矿相和金红石相TiO2,三相并存具有更稳定的结构。(2)MAO处理减弱了原始试样表面的台阶效应,恒流模式下使SEBM试样的表面粗糙度Ra由28.803μm最大降低到10.535μm,预抛光结合MAO双重表面处理后SEBM试样表面粗糙度Ra最大降低到8.902μm;恒流模式下SLM试样的表面粗糙度Ra由8.49μm最小增加到8.777μm,预抛光结合MAO双重表面处理后膜层表面粗糙度Ra最小增加到9.163μm。(3)MAO表面处理提高了原始试样的耐腐蚀性能,SLM试样在恒流模式微弧氧化具有更好的耐腐蚀性能,而SEBM试样在恒压模式下具有更好的耐腐蚀性能。SLM试样的腐蚀电流密度Icorr由6.212×10-5A/cm2降低到1.532×10-5A/cm2(t=15min),使SEBM试样的Icorr降低由5.04×10-5A/cm2降低到1.359×10-5A/cm2(U=420V),预抛光 MAO双重表面处理后SLM和SEBM表面膜层的膜层的Icorr分别降低到2.493×10-7A/cm2(t=15min)和1.672×10-6A/cm2(U=400V),腐蚀电流密度越小耐腐蚀性能越好。
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