AN Na,HUA Ke*,SHI Hongyuan,et al.Electrodeposition of Co-W/MoS 2 Composite Coatings on TC4 Titanium Alloy and Their Tribological Performance[J].Plating & Finishing,2022,(9):63-70.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.09.012]
TC4钛合金表面电沉积Co-W/MoS2复合镀层及摩擦磨损性能研究
- Title:
- Electrodeposition of Co-W/MoS 2 Composite Coatings on TC4 Titanium Alloy and Their Tribological Performance
- 关键词:
- TC4 钛合金; Co-W/MoS 2 复合镀层; MoS 2 颗粒浓度; 磨损率; 磨痕形貌
- Keywords:
- TC4 titanium alloy ; Co-W/MoS 2 composite coating ; MoS 2 particle concentration ; wear rate ; wear crack morphology
- 分类号:
- TG178
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 为了有效改善 TC4 钛合金的摩擦磨损性能，在 TC4 钛合金表面电沉积掺杂自润滑 MoS 2 颗粒的 Co-W/MoS 2 复合镀层。研究了镀液中的 MoS 2 颗粒浓度对复合镀层的物相结构、结合强度、微观形貌、成分及摩擦磨损性能的影响。结果表明：添加 2.5 g/L MoS 2 颗粒制备的复合镀层与钛合金基体结合紧密，晶粒呈长条状与团簇胞状，主要物相为 fcc-Co 、 hcp-Co 和 Co 3 W ，其中 MoS 2 颗粒含量接近 3% 。该复合镀层稳定状态时摩擦系数仅为 0.34 ，并且磨损率最低，仅为 9.50×10 -4 mm 2 /N ，表现出优异的耐磨性能，能有效改善 TC4 钛合金的摩擦磨损性能。 MoS 2 颗粒参与共沉积可能影响结晶形核过程，还会掺杂在 Co 晶格间隙引起晶格畸变，有利于提高复合镀层致密度，从而改善复合镀层性能。包覆在复合镀层中的 MoS 2 颗粒在摩擦过程中还可以起到自润滑减摩作用，从而减轻复合镀层磨损程度。
- Abstract:
- ： Co-W/MoS 2 composite coatings doped with self-lubricating MoS 2 particles were electrodeposited on the surface of TC4 titanium alloy in order to effectively improve the tribological performance of TC4 titanium alloy. The effects of the concentration of MoS 2 particles in plating solution on the phase structure ， bonding strength ， microstructure ， composition and tribological performance of the composite coatings were studied. The results show that the composite coating prepared by adding 2.5 g/L MoS 2 particles is closely combined with the titanium alloy matrix ， and the grains are in the shape of long strips and clusters. The main phases are fcc-Co ， hcp-Co and Co 3 W ， in which the content of MoS 2 particles is close to 3%. The composite coating exhibits excellent wear resistance with the minimum friction coefficient of 0.34 and the lowest wear rate of 9.50×10 -4 mm 2 /N ， and it can effectively improve the tribological performance of TC4 titanium alloy. The participation of MoS 2 particles in co-deposition may affect the crystallization nucleation process and enter in Co lattice gap to cause lattice distortion ， which is beneficial to improve the compactness of composite coating and thus improve its performance. Furthermore ， the MoS 2 particles coated in the composite coating can also play a role of self-lubrication and friction reduction in the friction process ， so as to reduce the wear degree of the composite coating.
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备注/Memo
收稿日期： 2022-05-29 修回日期： 2022-06-19 作者简介： 安娜（ 1990 ―），女，硕士，讲师，主要研究方向：复合材料及制备工艺、表面工程等， email ： Polytechnic_1990@163.com * 通信作者： 花珂（ 1990 ―），男，博士，副教授，主要研究方向：航空航天高性能金属结构材料、表面工程等， email ： 576420562@qq.com 基金项目： 陕西省教育厅资助项目（ 21JK0706 ）