所有作者：刘洪涛 曹守范
作者单位：中国矿业大学材料学院摩擦学与可靠性工程研究所
论文摘要：为了提高扬矿系统效率，寻找高强度，高耐磨性及高耐蚀性的扬矿管结构材料成为海底采矿系统发展的重点之一，本文研究了钛合金Ti６Al４V作为扬矿管材料的可行性，发现经过镀镍处理的钛合金不但具有较高的表面硬度，而且具有优良的耐磨性，有望成为扬矿管的优选材料。研究表明：镀镍层与钛合金基体的结合强度达到了２３２ MPa，有足够高的结合力抵抗外界冲击，符合作为海洋矿产开采设备扬矿管材料的要求；镀镍层的表面硬度达到５２７ HV０。１，提高了钛合金表面的抗咬合，抗划伤能力，应用于扬矿管，可以提高管壁抗矿石切割的性能；在相同的干摩擦条件下，镀镍层磨损量仅为钛合金基体磨损量的１/４７；而在海水润滑条件下，镀镍层的磨损量则为钛合金基体磨损量的１/４２，镀镍可以大大提高基体的抗滑动磨损性能；镀镍层和钛合金的抗磨粒磨损测试结果表明：在相同的试验条件下，镀镍层的磨损量为５。４ mg/千转，钛合金的磨损量为２８。９ mg/千转，远大于镀镍层的磨粒磨损量，镀镍后钛合金抗磨粒磨损的性能得到极大提高。总之，钛合金施镀镍层不但具有良好的结合力，而且能极大提高钛合金的表面性能，与钛合金本身固有的高比强度和优良的耐蚀性相结合，将促进钛合金在海洋扬矿系统中发挥重要作用。
关键词： 钛合金 海洋矿产 磨损 镀镍 摩擦因数
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