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钛作为一种重要的结构金属,具有比强度高、密度小、韧性好等特点,是高性能发动机减重、提高推重比的关键材料。但是钛的硬度较低,导热系数小,耐磨性差,钛合金零部件在高温、高压、气流冲击下服役时,容易被点燃而发生“钛火”事故,造成零件损伤甚至烧毁整个机匣。在易发生摩擦的钛零件表面制备阻燃涂层,是防止“钛火”的有效途径。本文采用电火花沉积技术,在工业纯钛TA2表面制备阻燃涂层,研究了阻燃涂层的制备工艺、微观特征以及耐磨性。 采用DZ-4000III型电火花沉积系统,在TA2表面制备WC涂层,研究了沉积电压对电极的质量过渡系数、涂层微观形貌、表面粗糙度、厚度的影响,并测量WC涂层的显微硬度和残余应力。研究表明:当沉积电压小于60 V时,质量过渡系数η随电压升高而升高,当沉积电压大于60 V时,η随电压升高而降低,在60V电压下,η最大,约为56%。制备的WC涂层连续、致密,主要由W2C、TiC和W等相组成。在60 V电压下,涂层的缺陷最少,表面粗糙度值最小,Sa=7.287μm,厚度最厚约为25μm,显微硬度值最高达970.5 HV,但WC涂层厚度较小,表面多处存在较大的残余拉应力。 基于提升涂层厚度的目的,分别加入了Zr和 CoCr过渡层,制备 Zr/WC和CoCr/WC复合涂层,研究了复合涂层的微观形貌、物相成分、表面粗糙度、厚度、显微硬度、残余应力。研究表明:复合涂层表面平坦、致密,过渡层与基体、表层 WC熔合较好,复合涂层显微硬度值显著高于基体, Zr/WC和CoCr/WC复合涂层的厚度分别为55μm和60μm,复合涂层表面多处为残余压应力,一小部分区域存在较小的残余拉应力。 为研究涂层的耐磨性能,对制备涂层的试样和未制备涂层的基体进行了摩擦磨损试验,分别对磨损失重,磨痕形貌,磨痕轮廓进行了研究。结果表明磨损失重、磨损体积以及磨损率均遵循以下规律:基体TA2>WC涂层>Zr/WC复合涂层>CoCr/WC复合涂层。加入了过渡层的Zr/WC复合涂层和CoCr/WC复合涂层的磨损比较轻微,过渡层的加入有利于提升耐磨性能。