Ti6Al4V表面微弧氧化陶瓷涂层的结构和摩擦学特性

摘要

采用交流微弧氧化法,在Na2SiO3-(NaPO3)6-Na3MoO4溶液中制备了Ti6Al4V表面氧化物陶瓷涂层,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和球-盘摩擦磨损试验机研究了涂层的结构、形貌及摩擦学性能,用纳米压痕仪测定了涂层致密层的硬度,用扫描电子显微镜观察涂层磨损表面形貌,用能谱仪分析涂层磨屑的元素组成.结果表明:厚约20μm的涂层致密均匀,主要由锐钛矿和金红石相氧化钛组成;涂层致密层的硬度约为13.5GPa;在0.5N低载荷和摩擦循环次数小于2000次条件下,涂层同GCr15钢对摩时的摩擦系数仅为0.18～0.20,较基底Ti6Al4V与其对摩的摩擦系数低得多.摩擦过程中较软的GCr15钢球材料向涂层表面转移,涂层的磨损机制主要是轻微磨粒磨损与粘着磨损.