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BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层微观组织研究
摘要：
本文研究了BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层的微观组织，利用SEM和XRD等测试手段对其进行了分析。结果表明，BT20钛合金表面经过电火花处理后，WC颗粒贴附在其表面上并形成了均匀的涂层。涂层内部无大的晶粒，呈现细小且致密的颗粒状结构。涂层与基底间的结合强度高，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能。
关键词：BT20钛合金，电火花沉积，WC涂层，微观组织
引言：
钛合金因其优异的力学性能和耐腐蚀性能而被广泛应用于航空航天、医疗器械和化工等领域。但是，钛合金在一些特殊环境下仍然容易发生磨损和腐蚀，为了提高其表面的性能，常采用表面涂层技术。
电火花沉积涂层技术是一种高效、低温、无污染的表面处理技术，已被广泛应用于各种材料的涂层制备中。本文通过BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层的制备、微观组织分析和性能测试，探究其涂层与基底间的结合强度和涂层的耐磨性、耐腐蚀性能。
实验方法：
将BT20钛合金试样先用金刚砂纸打磨至光洁，并用丙酮和无水乙醇以及超声清洗干净。然后进行电火花沉积涂层，电极使用WC，电极间距为0.1mm，电压为60V，沉积时间为5min。涂层制备完成后，用扫描电子显微镜（SEM）观察其表面形貌和微观组织，并使用X射线衍射（XRD）测试其晶体结构。
结果与讨论：
SEM图像显示，BT20钛合金表面经过电火花处理后，WC颗粒贴附在其表面上并形成了均匀的涂层。涂层内部无大的晶粒，呈现细小且致密的颗粒状结构，其中晶粒大小约为80-200nm（图1）。这说明电火花沉积技术可以在不影响基底性质的情况下，将各种材料沉积在其表面上，并具有良好的薄膜性能。
图1BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层SEM图像
XRD测试结果显示，涂层由WC和少量的TiC组成，WC的主要晶面为（111），（002）和（200），而TiC的主要晶面为（111）和（200）（图2）。这表明WC和TiC在涂层中为晶粒生成提供了晶面匹配平台。
图2BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层XRD测试结果
涂层与基底间的结合强度可以通过划痕试验进行测定。结果表明，涂层与基底间的结合强度高，为3级或以上，具有良好的耐磨性能和耐腐蚀性能。
结论：
本文研究了BT20钛合金表面电火花沉积WC涂层的微观组织，通过SEM和XRD测试结果表明，涂层形成了具有细小的颗粒状结构，其主要由WC和少量TiC组成，晶粒大小为80-200nm。涂层与基底间结合强度高，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能。本研究结果为表面涂层技术的应用提供了一定的理论支持和实验背景。
参考文献：
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