TC4表面热浸镀55%Al-Zn合金工艺研究

    近代航空航天系统的机械连接以钛代钢的趋势日趋明显，虽然减重作用明显，但随之而来的接触腐蚀问题却非常严重。热浸镀技术具有理论完备、镀层结合力高、易操作、设备投资少及工业化程度高等特点。传统热浸镀工艺分森吉米尔法和熔剂法两种。森吉米尔法虽然自动化程度和生产效率较高，产品处理稳定，但设备投资较大，工艺复杂。而熔剂法是用熔融的熔剂或水溶液溶剂来保护经预处理后的新鲜基体表面不被氧化，同时当基体进入浸镀液时提高基体材料表面的活性及与镀液的浸润性的方法。它具有设备投资少，操作简单，生产灵活的特点，是一种简单、经济可行的方法。本文拟研究采用溶剂法在钛合金表面热浸镀铝锌合金形成电位过渡层的工艺方法和参数。

　　本实验热浸镀铝锌采用干法单件浸镀。试样尺寸20mm×20mm×4mm，试样材料为Ti-6Al-4V合金。镀液由基体成分为55%Al-43.4%Zn-1.6%Si的铸锭熔融得到，其中适量的Si能有效降低镀液的熔点，增加镀液的流动性及镀液对基体的浸润性。

　　通过镀后宏观表面状况的对比、镀层厚度测量、微观成分及组织结构的分析和经济成本的综合考虑得出相对较优的热浸镀工艺流程及参数，并对其采用HXS-1000A显微维氏硬度计进行截面硬度分析,用WS-2006涂层附着力自动划痕仪做结合力测试。

　　TC4表面合理的热浸镀55%Al-Zn合金的工艺参数为：浸镀温度670℃，浸渍时间7min，提出速度0.1m/s，添加0.2%的Ce，空冷。镀层表面组织主要为Al2Zn3合金相和Al、Zn富集相及其氧化产物Al2O3、ZnO。镀层截面组织为外层Al-Zn相、中间互扩散层及TC4基体层构成。其互扩散层中Zn含量较少，主要为Ti-Al金属间化合物。所得镀层表面组织为Al-Zn合金，电位较低，起到了钛合金表面电位过渡的作用;所得镀层截面组织致密、有一定的硬度，Zn成分分布均一连续，可以起到牺牲阳极保护阴极的作用;有一定厚度的互扩散层，结合力良好而又不失韧性，适合接触使用。