钛合金的离子束改性

摘要

钛合金是航空航天工业常用的结构材料，它具有重量轻、强度高、抗腐蚀强等优良性能，但耐磨性较差．为提高其耐磨性，对ＴＣ４、ＴＡ７航材试件，采用溅射方法在其表面镀上钛膜，并用（Ｎ＋Ｎ＋２）混合离子束进行动态反冲注入及单元素Ｃ＋离子束注入两种方法，进行表面改性．精密摩擦、磨损试验及显微硬度测量结果，试件表面的滑动摩擦系数降低了６４％～７７％；磨损率减少了２２％～４８％；显微硬度提高０．３～１．４倍．证明离子注入有效地改善了合金表层的摩擦、磨损性能．对注入样品进行Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析，发现注入后的钛合金表层，生成了大量的ＴｉＯ２，并析出ＴｉＮ、ＴｉＣ等金属化合物，这是降低摩擦系数，提高耐磨性的主要因素．添加Ｃ＋离子注入的试件，其力学性能并无进一步改善，原因有待分析．