深冷處理對TC4鈦合金表面性能的影響

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(1. 太原理工大學 機械與運載工程學院， 山西 太原 030024； 2. 精密加工山西省重點實驗室， 山西 太原 030024； 3. 山西省金屬材料腐蝕與防護工程技術研究中心， 山西 太原 030024)

深冷處理是指以液氮為制冷劑，在低于-130 ℃的環(huán)境中對材料進行處理的方法，因為液氮來源較廣、價格便宜、易于儲存和運輸、化學性能穩(wěn)定、不腐蝕零件、不會爆炸、無毒性及對環(huán)境友好等多個優(yōu)點，深冷技術已作為一種新的熱處理工藝在工業(yè)領域得到了廣泛的應用。鈦合金是以鈦為基礎，加入其他元素組成的合金，具有優(yōu)良的耐蝕性、低密度、高的比強度及好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點，在航空航天、石油化工、造船、汽車及醫(yī)藥等行業(yè)都得到了成功的應用[1-2]，在實際加工過程中，TC4鈦合金的化學性質活潑，高溫下易與刀具發(fā)生反應，加工困難[3]。滾磨光整加工不僅避免了高溫環(huán)境，還能有效提高TC4鈦合金零件的表面質量和疲勞壽命[4]。研究表明，深冷處理可以顯著改善TC4鈦合金的塑性、彈性模量、顯微硬度、摩擦磨損性能、耐腐蝕性和可加工性能等，目前已經(jīng)得到了廣泛的研究[5-6]。本文通過對軋制態(tài)TC4鈦合金進行深冷處理，研究深冷處理對鈦合金試樣滾磨光整加工和表面性能的影響，確定最優(yōu)的深冷處理時間，以期達到改善TC4鈦合金表面質量和性能的目的。

1 試驗材料及方法

試驗采用軋制態(tài)鈦合金板材，牌號為TC4，其主要成分見表1，利用線切割機床將板材切割成20 mm×20 mm×10 mm試件，再用立式銑床將試件表面粗糙度Ra銑削至0.500 μm左右。……