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TC4钛的电解等离子体抛光工艺与组织性能研究

电解等离子体抛光,微弧氧化,钛合金,表面粗糙度

3D打印多孔钛合金因其结构可设计性、高比强度、高韧性、优异的机械和耐腐蚀性能等被广泛应用于骨科植入体、工业催化、能量吸收、热交换及轻质承载等领域。3D打印多孔钛合金表面存在未完全熔化的金属粉和氧化皮(厚度约几百纳米)等污染物质，另外使粗糙度高达数十微米，严重影响构件的配合精度，并恶化机械强度和抗疲劳性能。发展3D打印多孔钛合金表面制膜前抛光、涂层均匀制备和制膜后涂层去除是目前该领域的前沿挑战。电解等离子体抛光作为一种高效、绿色、抛光效果好的表面处理新工艺，在航空航天、医疗器械等领域具有应用潜力。本文针对TC4钛合金电解等离子体抛光溶液选取与电参数匹配缺少理论依据、以及抛光机理尚不明确的关键问题，提出研究钛合金在不同电解液中形成钝化膜极化与阻抗特性，为抛光溶液选取提供依据；进而对TC4钛合金进行系统的抛光参数（溶液浓度与温度、电压、时间）优化，揭示单一因素和多因素耦合作用对表面抛光效果（如粗糙度）的影响。抛光后试样表面对光由漫反射改善至镜面反射，表面粗糙度由0.322mm降低至0.065mm。此外，实现了涂层均匀制备和制膜后涂层去除。