第十四届全国表面工程大会

针对钛合金在服役过程中的磨损与腐蚀问题，本文在钛合金织构表面原位制备微弧氧化陶瓷膜层，实现对钛合金表面的双重改性，研究不同激光织构表面复合微弧氧化后的摩擦磨损行为和腐蚀行为，并对复合改性表面的磨损与腐蚀机制进行了探讨。通过光学显微镜、扫描电镜、共聚焦显微镜、能谱仪和X射线衍射等测试对涂层的形貌、结构和成分进行表征，并采用摩擦磨损试验机与电化学工作站对试样的耐磨耐蚀性能进行分析。结果表明，激光织构的边沿位置由于尖端效应会促进膜层优先生长，导致膜层的厚度和致密度增大，而织构底部由于电场的分布不均和电解液浓度的降低，膜层生长速率较慢，膜层较薄且Si含量减少。膜层中含有Ti、锐钛矿相TiO₂和金红石相TiO₂，并且随着织构面积率的增大，金红石相TiO₂的比例也随之增大。激光织构可以显著降低微弧氧化涂层的实际磨损量并提高其耐磨性能，与未织构处理的微弧氧化膜层相比，复合膜层的摩擦系数和磨损率降低了28%和26%，分别为0.23 mm³·N^-1·m^-1和0.262×10^-6 mm³·N^-1·m^-1。同时，复合陶瓷表面的腐蚀速率较微弧氧化单一改性试样明显减小，耐蚀性能也进一步提高。