KOH/K 2 ZrF 6 对TC4钛合金微弧氧化膜层形貌和结合强度的影响

研究电解液中添加KOH及K2ZrF6对TC4钛合金微弧氧化膜层形貌及结合强度的影响。选用硅酸盐-磷酸盐复合盐为主盐，添加甘油作为辅助试剂，分别配制两种均不添加、只添加KOH、只添加K2ZrF6和两种物质均添加的4种电解液对TC4钛合金进行微弧氧化处理。通过膜层厚度、膜层表面粗糙度、膜层硬度、膜层与基体的结合强度等检测，对比分析不同膜层的综合性能，并通过扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪等对膜层物相进行对比分析。结果表明：在硅酸盐-磷酸盐复合盐为主盐的电解液中，氧化30 min后，添加KOH试剂使微弧氧化反应起弧电压从350 V降低至300 V，膜层表面粗糙度Ra为1.66 μm，结合强度为29 MPa，膜层硬度866HV，厚度19 μm。添加K2ZrF6试剂使微弧氧化的起弧电压提高至380 V，膜层表面粗糙度Ra为2.47 μm，结合强度为18 MPa，膜层硬度992HV，厚度为26 μm，同时，氧化反应生成ZrO2，可大幅提高膜层硬度。添加KOH和K2ZrF6试剂可以影响微弧氧化反应起弧电压及工作电压，进而影响膜层的组织形貌，从而改善膜层的表面粗糙度和厚度以及结合强度，硬度等性能。