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不同厚度铝合金微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究６９不同厚度铝合金微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究ＳｔｕｄｙｏｎＴｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＭｉｃｒｏａｒｃＯｘｉｄａｔｉｏｎＣｅｒａｍｉｃＣｏａｔｉｎｇｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙｗｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＴｈｉｃｋｎｅｓｓ孙志华，刘明，国大鹏，郭孟秋，陆峰，陶春虎（北京航空材料研究院，北京１０００９５）—ＳＵＮＺｈｉｈｕａ，ＬＩＵＭｉｎｇ，ＧＵＯＤａｐｅｎｇ，——ＧＵＯＭｅｎｇｑｉｕ。ＬＵＦｅｎｇ。ＴＡＯＣｈｕｎｈｕ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９５，Ｃｈｉｎａ）摘要：采用球～盘磨损实验方法，研究了不同厚度２Ａ１２铝合金微弧氧化陶瓷层的摩擦学特性及其磨损性能，用ＳＥＭ观察陶瓷层的表面形貌、截面显微组织以及磨损后的形貌，ＸＲＤ研究陶瓷层的相组成。研究表明，随氧化时间延长，样品表面膜厚度趋于均匀，界面处氧化膜变得比较平坦。陶瓷层主要由ａＡ１０。和一Ａ１ｚ０。相组成，随氧化时间的延长、厚—度增大，Ａ１０相在陶瓷层中的含量逐渐减少，而高温态、高硬度的ａＡ１（）。相的含量随氧化时间的延长逐渐提高，陶瓷层的平均硬度逐渐增大；未磨光、有疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率随微弧氧化时间的延长、厚度增大均增大，而磨光、去除疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率则均逐渐下降；磨痕的形状均为滑动方向上呈现片状鱼鳞、沟槽，为黏着磨损特征，磨痕未见裂纹。关键词：铝合金；微弧氧化；摩擦学性能中图分类号：ＴＱ１７４．７５文献标识码：Ａ——文章编号：１００１４３８ｌ（２０１０）１卜００６９０５Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏａｒｃｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄ————ｕｓｉｎｇｐｉｎｏｎｄｉｓｋｔｒｉｂｏｍｅｔｅｒ，ａｎｄｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｂｒａｓｉｖｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｔｅｓｔｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ａｎｄｐｈａｓｅｃｏｎｓｔｉｔ——ｕｅｎｔｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙＸｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｎｔｈｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｂｅｃｏｍｅｓｓａｍｅａｎｄｔｈｅｆｉｌｍ／ｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｅｖｅｎｗｉｔｈＭＡＯｔｉｍｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆＸＲＤｒｅｖｅａｌ—ｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆ７一ＡＩ２Ｏ３ｉｎｔｈｅｃｅｒａｍｉｃｃｏａｔｉｎｇｓｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ｗｈｉｌｅｄＡｌ２Ｏ３ｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｉｍｅ。ａｎｄＳＯｔｈｅａｖｅｒａｇｅｈａｒｄｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｔｈｅａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｍａｓｓ１ＯＳＳａｎｄｗｅａｒｒａｔｅｉｎｅｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｉｍｅｆｏｒｔｈｅｕｎｐｏｌｉｓｈｅｄＭＡ０ｆｉｌｍｓ，ｗｈｉｌｅｔｈａｔｄｅｃｒｅａｓｅｆｏｒｔｈｅｐｏｌｉｓｈｅｄＭＡＯｆｉｌｍｓ．Ｔｈｅａｂｒａｓｉｖｅｔｒａｃｅｓｈｏｗｓｓｃａｌｅｓ，ｇｒｏｏｖｅｓａｎｄｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｔａｎｙｃｒａｃｋｓｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ；ｍｉｃｒｏａｒｃｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｅａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ铝合金由于其优异的高比强度和优良的抗蚀性，被广泛应用于航空、航天等领域。但由于其硬度低，抗磨减摩性能差，限制了其应用。近年来，利用表面改性技术改善铝及其合金的摩擦学性能备受关注，如硬质—阳极氧化、镀金属和复合镀（如ＮｉＳｉＣ），ＣＶＤ，ＰＶＤ涂层以及离子注入等技术口］。研究表明，必须采用表面工程技术以强化和改善铝合金的表面特性，以满足高耐磨性和低摩擦的要求。—铝合金微弧氧化（ＭｉｃｒｏＡｒｅＯｘｉｄａｔｉｏｎ，ＭＡＯ）技术突破了阳极氧化在电压参数上的局限，利用高压放电产生的等离子体强化作用口］，在基体表面获得硬度最高可达３０００ＨＶ，最大厚度２００～３００／，ｍ，绝缘电阻大于１００Ｍｆｌ，与基体形成冶金结合的陶瓷层，大幅度提高了铝及其合金表面硬度和耐蚀性等性能指标，达到了金属材料和陶瓷的良好结合，对改善陶瓷层结构性能提出了一个全新的思路。该陶瓷层的性能特点决定了其可满足高速运动且耐磨、耐蚀性能要求高的部件要求，因此日益得到广泛的关注。前期的研究成果主要体现在槽液、电流密度等因素对微弧氧化陶瓷层性能的影响］，对铝合金微弧氧化陶瓷层耐摩擦和摩擦学性能的研究较少。本工作采用球一盘磨损实验方法，详细研究了不同厚度铝合金微弧氧化陶瓷层的摩擦学特性及其磨损性能，分析了铝合金微弧氧化陶瓷层的磨损失效机制，以期为筛选７０材料工程／２０１０年１１期合适的厚度系列提供技术依据。ｌ实验方法实验材料选用２Ａｌ２铝合金（２１Ｏ２４），参照ＡｓＴＭＧ９９球一盘磨损实验方法的要求，加工内、外径分别为３８ｍｍ和５４ｍｍ，高度为ｌ０ｍｍ的呈圆环状试样。采用ＷＨ【）Ｉ１ＯＯ型微弧氧化电源对试样进行微弧氧化处理，采用硅酸盐体系，电解液为１～３ｇ／ＬＫＯＨ、４～９ｇ／ＬＮａＳｉＯ。和０．４～１．５ｇ／Ｌ添加剂的水溶液，采用恒流模式，电流密度为８Ａ／ｄｉｎ，分别进行６０，９０ｒａｉｎ和１２０ｍｉｎ的微弧氧化处理，以制备不同厚度的微弧氧化陶瓷层。相同微弧氧化时间的陶瓷层试样均分为两组，一组直接进行耐磨实验，另一组经金刚石磨光，打磨掉疏松层后进行耐磨实验，以比较不同表面状态对陶瓷层摩擦学性能的影响。耐磨实验在济南益华摩擦学测试技术有限公司生产的ＭＭｗ一１Ａ型组态控制万能摩擦磨损实验机上进行，采用球一盘磨损模式，摩擦副为辛５ｍｍ的ＳｉＮ圆球，载荷为２０Ｎ。磨损总时间为１ｈ，磨损１５，３０ｍｉｎ和６０ｒａｉｎ后，用ＭＥＴＴＬＥＲＴＯＬＥＤＯ型分析天平（精度为０．１ｉｎｇ）称量试样的质量，并计算失重。采用ＦＥＩＱｕａｎｔａ６００环境扫描电子显微镜进行扫—描电镜观察和分析试样的磨损表面形貌，利用Ｄ－ｍａｘｒＢ自动Ｘ射线（ＸＲＤ）仪，研究不同氧化时间陶瓷层的表面相组成。用ＳｔｒｕｅｒｓＤｕｒｍｉｎ一２型显微硬度计测量其显微硬度。２结果与讨论２．１陶瓷层的表面和截面形貌图１为２Ａ１２铝合金不同微弧氧化时间陶瓷层的表面和截面形貌。可以看出，铝合金微弧氧化陶瓷层表面呈现清晰可见的圆饼状结构，有大量呈火山口状的等离子放电痕迹，这是由于多次循环放电，内部熔融氧化物和气体向外逸出造成的，并在通道口周围迅速凝固所致。陶瓷层原始表面凸凹不平，表面比较粗糙。随着微弧氧化时间的延长，样品表面的放电通道直径逐渐增大，放电通道的数量也较多。而且有的火山喷发口经过重复多次放电而叠加在一起，由于临近位置发生多次放电后，使得原来较小的放电通道彼此相连形成较大的放电通道，表面的粗糙度逐渐增大］。陶瓷层具有典型的双层结构，外层为疏松层，存在微孔及微裂纹，内层为致密层，较为致密，膜中没有大的孔洞和直通基体的裂纹。图１２Ａ１２铝合金不同厚度微弧氧化陶瓷层表面和截面形貌（ａ），（ｂ）６０ｍｉｎ；（ｃ），（ｄ）９０ｍｉｎ；（ｅ），（ｆ）１２０ｍｉｎ—Ｆｉｇ．１ＳｕｒｆａｃｅａｎｄｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎａｌｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＭＡＯｆｉｌｍｏｎ２Ａ１２Ａｌａｌｌｏｙ（ａ），（ｂ）６０ｒａｉｎ；（ｃ）。（ｄ）９０ｍｉｎ；（ｅ），（ｆ）１２０ｍｉｎ对微弧氧化陶瓷层试样表面的疏松层进行金刚石磨光后的表面形貌见图２，可见，疏松层去除后，表面“”变得平整，火山口的坑缘和微凸体被磨平，但仍然可以看见放电的微孔。而且随着微弧氧化时间的延长，不同厚度铝合金微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究７ｌ图２２Ａ１２铝合金不同厚度微弧氧化陶瓷膜磨光后的表面形貌（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｍｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎＦｉｇ．２ＳｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＭＡＯｆｉｌｍｏｎ２Ａ１２Ａｌａｌｌｏｙａｆｔｅｒｐｏｌｉｓｈｉｎｇ（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｍｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎ试样表面更加致密。２．２陶瓷层的物相２Ａ１２铝合金不同厚度陶瓷层的ＸＲＤ图谱见图—３。可见陶瓷层主要由Ａ１。Ｏ。和７一Ａｌ（）。组成。氧化时间３０ｍｉｎ时，陶瓷层主要组成为丫一Ａ１。０。组。随—着时间的延长，达到６０ｍｉｎ后，陶瓷层中出现ａＡ１Ｏ。，图中Ａｌ的衍射峰是由于陶瓷层较薄，Ｘ射线穿透陶瓷层Ａｌ基体的峰。随着氧化时间的进一步的延长，衍射图中１１－Ａｌ。Ｏ。相的峰逐渐高于一Ａ１（）相的峰，说明７一ＡｌＯ。相在陶瓷层中的相对含量逐渐减少，ａ～Ａ１０。相相对含量逐渐提高（氧化时间—ｌ２０ｒａｉｎ）。氧化铝的稳定相为ａＡ】２０。相，７一Ａ１Ｏ。相—为亚稳定相。高硬度的ａＡｌ。Ｏ。的存在将使耐磨性—得到很大提高。而ａＡ１０。在致密层中所占比率较高，所以致密层在提高微弧氧化耐磨性方面起到关键作用Ｅ８］。图３２Ａ１２铝合金不同厚度微弧氧化陶瓷层表面ＸＲＤ图谱（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｍｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎＦｉｇ．３ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＭＡＯｆｉｌｍｓｏｎ２Ａ１２Ａ１ａｌｌｏｙ（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｍｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎ２．３陶瓷层的厚度和硬度表１为２Ａ１２铝合金不同微弧氧化时间陶瓷层的平均厚度和硬度。可见随着氧化时间的延长，陶瓷层的平均硬度逐渐增大。这与物相分析的结果相一致，—随着微弧氧化时间的延长，高硬度的ａＡｌ。Ｏ。相含量提高，致使硬度提高。表１２Ａ１２铝合金不同微弧氧化时间陶瓷层的厚度和显微硬度Ｔａｂｌｅ１ＴｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｈａｒｄｎｅｓｓｏｆＭＡ０ｆｉｌｍｓｏｎ２Ａ１２Ａｌａｌｌｏｙ２．４摩擦学性能未磨光和磨光的２Ａ１２铝合金不同厚度微弧陶瓷层磨损失重和磨损速率与磨损时间的关系曲线分别见图４和图５。可以看出，不论是否磨光去除微弧氧化膜表面疏松层，随着磨损时间的延长，磨损失重逐渐增大，而磨损速率逐渐减小。随着微弧氧化时间的延长、厚度增加，未磨光、有疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率均减小，而无疏松层的情况正好相反，随着微弧氧化时间的延长、厚度增大，磨光、去除疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率均逐渐下降。这是由于陶瓷层表面与摩擦副以凸凹的不平处相互接触，随着微弧时间氧化的延长，未磨光的陶瓷层的表面粗糙度增大（见图１），陶瓷层与摩擦副的接触面积减小，作用在单位微凸体上的压强增大，磨损率上升，磨损量增大（见图４所示）。而由于经过金刚石磨、去除疏松层后，表７２材料工程／２０１０年１１期面的粗糙度基本相同，而由表１的陶瓷层的显微硬度测试结果可知，随着微弧氧化时间的延长、厚度增大，陶瓷层的平均显微硬度增大，因此导致磨损失重和磨损速率下降（如图５所示）。图４未磨光２Ａ１２铝合金不同微弧氧化时间陶瓷层的磨损失重与磨损时间的关系（ａ）和磨损速率与磨损时间的关系（ｂ）Ｆｉｇ．４ＡｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｍａｓｓｌｏｓｓＶＳａｂｒａｓｉｖｅｔｉｍｅ（ａ）ａｎｄａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｒａｔｅ＂ＵＳａｂｒａｓｉｖｅｔｉｍｅ（ｂ）ｏｆｕｎｐｏｌｉｓｈｅｄＭＡＯｆｉｌｍｓｏｎ２Ａ１２Ａ１ａｌｌｏｙ图５磨光的２Ａ１２铝合金不同微弧氧化时间陶瓷层的磨损失重与磨损时间的关系（ａ）和磨损速率与氧化时间的关系（ｂ）Ｆｉｇ．５Ａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｍａｓｓｌｏｓｓ口５ＭＡＯｔｉｍｅ（ａ）ａｎｄａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｒａｔｅｓｔｉｍｅ（ｂ）ｏｆｐｏｌｉｓｈｅｄＭＡＯｆｉｌｍｓｏｎ２Ａ１２Ａ１ａｌｌｏｙ２．５陶瓷层摩擦后形貌未磨光和磨光的不同时间２Ａ１２铝合金微弧氧化陶瓷层摩擦试验后的表面形貌分别见图６和图７所示。由图可以看出，磨痕的形状均为滑动方向上呈现片状鱼鳞、沟槽，为粘着磨损特征，磨痕未见裂纹。摩擦副陶瓷球接触表面在硬微凸体前面的材料受压，在法向外力的作用下，实际这些微凸体顶部承受的压力很大，使得凸体顶部的压强超过材料的弹性极限，微凸体将发生塑性变形，表面施加一个切向力或横向力，使他发生滑动，微凸体的实际接触区域生成的接点受到剪切，在接触区域发生弹性变形口ｏ］；在高速转速条件下，产生大量的热，导致摩擦副与膜层接触点的温度升高，膜层与摩擦副陶瓷球接触处塑性变形程度增加，致使磨道内呈现类似鱼鳞状的磨痕。而经过磨光去除疏松层的微弧氧化陶瓷层表面粘着数量较少，磨痕较浅目．平滑。图６未磨光２Ａ１２铝合金不同微弧氧化时间陶瓷层摩擦实验后的表面形貌（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｒａｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎＦｉｇ．６ＳｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｆｔｅｒａｂｒａｓｉｖｅｔｅｓｔｏｆｕｎｐｏｌｉｓｈｅｄＭＡＯｆｉｌｍｓｏｎ２Ａ１２Ａ１ａｌｌｏｙ（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｍｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎ∞ＪＪ一吕出暑一＼０葛．Ｉ矗０＾、ｕ＾ｌＢＪ０《量∽≥０一跨Ｅ』Ｅ０＾ｌ嚣Ｊａ《０５Ｏ５Ｏ５Ｏ５Ｏ５Ｏ５６５５４４３３２２●●ＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯ０ＯＯＯＯ—∞ｌ＿一ｕｌ出ｇ一＼－Ｉ享ＡｌＢＪ０《∞∞∞ｔ＿ＩＩ、０一们蹿【＿．Ｉ０事０＾１％．１０《不同厚度铝合金微弧氧化陶瓷层摩擦学性能研究７３图７磨光的２Ａ１２铝合金不同微弧氧化时间陶瓷层摩擦试验后的表面形貌（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｍｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎＦｉｇ．７ＳｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｆｔｅｒａｂｒａｓｉｖｅｔｅｓｔｏｆｐｏｌｉｓｈｅｄＭＡＯｆｉｌｍｓｏｎ２Ａ１２Ａ１Ａｌｌｏｙ（ａ）６０ｍｉｎ；（ｂ）９０ｍｉｎ；（ｃ）１２０ｍｉｎ２．６铝合金微弧氧化陶瓷层的磨损机制的探讨根据不同厚度陶瓷层的磨损变化曲线及其表面形貌的磨损变化分析可知，铝合金不同厚度的微弧氧化陶瓷层摩擦磨损时具有相似的摩擦学特性和磨损机制。铝合金微弧氧化处理后表面形成具有一定粗糙度的微弧氧化陶瓷层，当对磨时，两个表面的接触是不连续的，而且是不均匀的，实际上，接触只发生在一些点上，这些点所形成的面积只占零件接触表面极小一部分，并且微弧氧化陶瓷层的表面越粗糙，接触面积越小。在一定的载荷和速度下，微凸体不断地被磨损，同时，产生一定量的磨屑，这些磨屑从磨损表面排出或进入到磨损表面的低洼处以及微孔孑Ｌ隙中。磨损产生的磨屑在随后的滑动摩擦磨损过程中可以起到一定的微切削作用，加速微弧氧化陶瓷层表面磨损；同时，由于微弧氧化陶瓷层本身具有一定的粗糙度，与对磨副接触时，界面处主要是两摩擦副之间微凸体的接触，外加载荷主要作用在两界面间的微凸体上，由少量接触的微凸体主要承担外加压力，在表面滑动时，微凸体作用应力较大，因而，初期磨合阶段磨损速度较快，当磨损一段时间后，微弧氧化陶瓷层粗糙度不断降低，相互接触的微凸体数量不断增多，摩擦副间的接触面积增大，“”同时，陶瓷层的粗糙度降低是由于微凸体峰高的降低，同时，由于磨损一段时间后，对磨副进行了清洗，在第一阶段形成的磨屑已经去除干净，因此磨屑的微切削作用不复存在，因此在磨合～段时间后。磨损失重量明显降低。３结论Ｉ（１）陶瓷层表面有大量呈火山口状的等离子放电痕迹，随氧化时间的延长，厚度在整个表面上尺寸趋于相等，界面处氧化膜变得比较平坦；疏松层去除后，表“”面变得平整，火山口的坑缘和微凸体被磨平，随着微弧氧化时间的延长，试样表面更加致密。—（２）微弧氧化陶瓷层主要由ａＡｌＯ。和７Ａ１。Ｏ。相组成，随着氧化时间的延长、厚度增大，一Ａｌｏ。相—在陶瓷层中的含量逐渐减少，而高温态、高硬度的Ａｌ。Ｏ。相的含量随氧化时间的延长逐渐提高，陶瓷层的平均硬度逐渐增大。（３）未磨光、有疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率随微弧氧化时间的延长、厚度增大均减小，而磨光、去除疏松层的陶瓷层的磨损失重和磨损速率则均逐渐下降。（４）磨痕的形状均为滑动方向上呈现片状鱼鳞、沟槽，为黏着磨损特征，磨痕未见裂纹。参考文献［１］李均明，朱静，自力静．铝合金微弧氧化陶瓷层的磨损特性［Ｊ］．材料保护，２００５，３８（１）：２７～２９．［２３ＹＥＲＯＫＨＩＮＡＬ，ＶＯＥＶＯＤＩＮＡＡ，ＬＹＵＢＩＭＯＶＶＶ，ｅｔａ１．Ｐｌａｓｍａｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｘｉｄｅｃｅｒａｍｉｃｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒｓｆｏｒ—ｔｒｉｂｏｔｅｅｈｎｉｃａｌｐｕｒｐｏｓｅｏｎａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ＆Ｃｏａｔ—ｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９８，１１０（３）：１４０１４６．—［３］ＣＵＲＲＡＮＪＡ，ＣＬＹＮＥＴＷ．Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｌａｓｍａｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｏｘｉｄｅｃｏａｔｉｎｇｓｏｎａｌｕｍｉｎｕｍ［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ＆—ＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，１９９：１６８１７６．ｒ４］ＧＮＥＤＥＮＫＯＶＳＶ，ＫＨＲＩＳＡＮＦＯＶＡＯＡ，ＺＡＶＩＤＮＡＹＡＡ——Ｇ，ｅｔａ１．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈａｒｄａｎｄｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｔｃｏａｔｉｎｇｓｏｎａｌｕｍｉ—ｎｕｍｕｓｉｎｇａｐｌａｓｍａｍｉｃｒｏｄｉｓｃｈａｒｇｅ［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ＆ＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，１２３（１）：２４２８．［５］陈宏，冯忠绪，郝建民，等．负脉冲对铝合金微弧氧化的影响［Ｊ］．—长安大学学报（自然科学版），２００７，２７（１）：９６９８．—ｒ６］ＹＥＲＯＫＨＩＮＡＬ。ＳＨＡＴＲＯＶＡ，ＳＡＭＳＯＮＯＶＶ，ｅｔａ１．Ｏｘｉｄａｔｉｏｎｃｅｒａｍｉｃｃｏａｔｉｎｇｓｏｎａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙａｐｕｌｓｅｄ—ｂｉｐｏｌａｒｐｌａｓｍａｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ＆Ｃｏａｔ—ｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，１９９：１５０１５７．［７３蒋百灵，自力静，蒋永峰．ＬＹ１２铝合金表面氧化铝陶瓷层的生长—过程口］．中国有色金属学报，２００１，１１（ｓ２）：１８６１８９．ｒ８］ＶＯＥＶＯＤＩＮＡＡ，ＹＥＲＯＫＨＩＮＡＬ，ＬＹＵＢＩＭＯＶＶＶ，ｅｔａ１．ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｗｅａｒｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅＡ１一ＳＩ－Ｉ＿】ｃｏａｔｉｎｇｓｆｏｒｍｅｄｏｎＡ１一—ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｂｙｍｉｃｒｏ－ａｒｃｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＳｕｒｆａｃｅａｎｄＣｏａｔ——ｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌ０ｇｙ，１９９６，８６８７：５１６５２１．（下转第７８页）材料工程／２０１０年１１期便、费用低的原则，采用下述一种或几种防护措施：（１）选用与两者都允许接触的金属或镀层作为过渡层；（２）活动部位涂润滑油，不活动部位涂漆；（３）用惰性材料绝缘；（４）密封；（５）不允许接触而又必须电连接的部位，不常拆卸的，连接后要密封；经常拆卸的，连接后可用不干性腻子密封。３．３适当的防护工艺３．３．１钛合金与铝合金接触的防护当钛合金与铝合金接触时，对钛合金按ＨＢ／Ｚ３４７一－－２００２进行阳极氧化，同时对铝合金按ＨＢ／Ｚ２３３９３进行硫酸阳极化，并喷涂底漆。３．３．２钛合金与钢接触的防护（１）一般气候条件下使用时，钛合金零件不需附加表面涂层。允许钛合金与不锈钢、镍基合金接触；不允许钛合金零件与镀镉零件接触。（２）当钛合金与钢接触时，对钛合金按ＨＢ／Ｚ３４７２Ｏ０２进行阳极氧化，同时对结构钢按ＨＢ／Ｚ——５０６８９２进行镀镉，高强度钢按ＨＢ／Ｚ１Ｏ７８６进行镀镉一钛，并喷涂底漆。３．３．３装配过程中的防护（１）在不允许接触的情况下，安装铆钉时应按图纸说明涂底漆或密封胶；（２）对于紧固螺栓连接的钛一铝、钛一钢连接件，应采用湿法装配。在螺栓孔及两金属搭接面涂不干性密封胶，然后插入紧固螺栓；（３）对于不可分开的紧固件，安装时应按图纸标示涂底漆或密封胶，并在螺头及突出的螺纹部位、垫圈和螺母等涂上底漆或密封胶；（４）对于不能涂底漆或密封胶的部位，应采用其他方法进行绝缘。４结论（１）钛合金与铝合金和结构钢接触时会产生不同程度的电偶腐蚀，必须进行防护处理方可使用；钛合金与不锈钢接触在常温下可直接接触使用，但在高温下，其电偶腐蚀行为可能发生变化；钛合金与炭纤维复合材料可直接接触使用。（２）表面处理作为一种补充防护措施，可在一定程度上降低钛合金与铝合金、结构钢之问的电偶腐蚀的敏感性，但不能完全阻止；表面处理后进行喷涂防护涂层、密封等防护措施可进一步降低电偶腐蚀敏感性。参考文献［１］彭艳萍，曾凡昌，王俊杰，等．国外航空钛合金的发展应用及其特—点分析ＥＪ］．材料工程．１９９７，（１０）：３７．［２３温斯顿・里维．尤利格腐蚀手册［Ｍ］．杨武，等译，２版．北京：化学工业出版社，２００５．Ｅ３］张晓云，汤智慧，孙志华，等．０Ｃｒｌ３Ｎｉ８Ｍｏ２Ａ１钢与铝合金和钛合—金接触腐蚀与防护研究［Ｊ］．腐蚀与防护，２００２，２３（１０）：４２３４２６．［４］张晓云，汤智慧，李斌，等．ＴＢ８电偶腐蚀与防护研究ＥＪ］．材料工—程，２００１，（增刊）：１７１１７３．［５］张晓云，孙志华，汤智慧，等．ＴＡ１５钛合金与铝合金和结构钢接触—腐蚀与防护研究口］．材料工程，２００４，（２）：２６３１．［６］张晓云，赵胜华，汤智慧，等．表面处理对ＴＣ２１钛合金与铝合金、—钢电偶腐蚀行为的影响＿Ｊ］．材料工程，２００６，（１２）：４０４５．—［７］沈文雁，徐福源．Ｔ一１５３电偶腐蚀与防护研究［Ｊ］．表面技术，１９９７，２６（１）：２ｏ２２．［８］刘建华，吴吴，李松梅，等．表面处理对ＴＣ２钛合金电偶腐蚀的影—响［Ｊ］．腐蚀科学与防护技术，２００３，１５（１）：１３１７．［９］刘建华，易俊兰，李松梅，等．不同镀层的３０ＣｒＭｎＳｉＮＡ高强钢—ＴＡ１５钛合金电偶腐蚀行［Ｊ］．腐蚀与防护，２００７，２８（７）：３４１３５６．［１０］刘建华，吴吴，李松梅，等．高强合金与钛合金的电偶腐蚀行为—＿Ｊ］．北京航空航天大学学报，２００３，２９（２）：１２４１２７．［１１］ＨＢ５３７４８７，不同金属电偶电流测定方法ＥＳ］．［１２］刘双梅，刘道新，樊国福．ＴＡＴ钛合金／耐热不锈钢电偶腐蚀敏感—性研究［Ｊ］．材料工程，２０００，（１）：ｌ７３ｏ．［１３］刘双梅，刘道新，樊国福．耐热不锈钢／钛合金接触腐蚀行为［Ｊ］．—特殊钢，２０００，２１（２）：１３１６．————收稿日期：２００９０６２９；修订日期：２０１００８１２作者简介：张晓云（１９６７），女，研究员，主要研究方向为材料的腐蚀与—防护，联系地址：北京市８１信箱５分箱（１０００９５），Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｏｙｕｎ．ｚｈａｎｇ＠ｂｉａｍ．ａｃ．ｃｎ米米米米米米米米来米来米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米（上接第７３页）［９］辛铁柱，赵万生，刘晋春．铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的摩擦学性—能及微观结构研究［Ｊ］．航天制造技术，２００５，（４）：５８．口Ｏ］陈飞，周海，万汉城，等．铝合金表面微弧氧化陶瓷层摩擦学性能—的研究［Ｊ］．热加工工艺，２００６，３５：４０４２．———收稿日期：２００９１０２９；修订Ｅｔ期：２０１００２０５作者简介：孙志华（１９６９一），女，高级工程师，硕士，主要从事飞机材料及涂层腐蚀性能测试、防护工艺的研究等，联系地址：北京市８１信箱５—分箱（１０００９５），Ｅｍａｉｌ：ｚｈｉｈｕａｓｕｎ２００２＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ