nNaBO对钛合金微弧氧化涂层耐磨和耐腐蚀性能的影响

作     者：师文海 海几哲 单春龙 张相哲 杨清炜 马学海 

作者机构：新疆大学机械工程学院 新疆师范大学心智发展与学习科学重点实验室 新疆医科大学第六附属医院 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金地区科学基金项目(52165026) 机械制造系统工程国家重点实验室开放课题(sklms2021011) 

主　　题：钛合金 添加剂 微弧氧化 电解液 四硼酸钠 耐磨性能 

摘      要：目的 提高钛合金微弧氧化(Microarcoxidation，MAO)涂层的耐磨和耐腐蚀性能，探究更优复合电解液。方法 在磷酸盐和硅酸盐电解液中，通过分别加入不同含量的四硼酸钠，改变氧化过程中的化学反应和微弧放电类型来降低涂层表面的粗糙度、改变涂层内部结构、厚度和二氧化钛的相变，最终提高涂层的耐磨性能和耐腐蚀性能。结果 在硅酸盐电解液中，四硼酸钠的加入使得涂层表面粗糙度Sa从5.408μm降到了1.089μm，涂层表面突起颗粒物消失并形成孔状结构，相比TC4钛合金自腐蚀电流密度降低了2-3个数量级，磨损量也大大降低。在磷酸盐电解液中添加四硼酸钠也表现出相同的趋势。结论 四硼酸钠不仅可以通过溶解涂层表面氧化物的作用，降低涂层表面粗糙度；还可以通过形成新的微弧放电类型，增加涂层的厚度和改变其内部结构。其中在两种基电解液中加入5 g/L的四硼酸钠得到的涂层在各自组中均显示出最优性能，同时发现，在模拟体液中进行摩擦实验时，MAO涂层可诱导羟基磷灰石润滑层形成保护基底。四硼酸钠的加入提高了涂层的亲水性，在摩擦实验中诱导形成更多的羟基磷灰石。其中，磷酸盐基电解液形成的涂层亲水性更好，在摩擦过程中诱导形成的磷灰石含量是硅酸盐涂层的数倍。