一种提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108517518A(43)申请公布日2018.09.11(21)申请号201810264500.4(22)申请日2018.03.28(71)申请人中南林业科技大学地址410018湖南省长沙市韶山南路498号(72)发明人刘秀波徐江宁王勉周仲炎柯金梁珏(74)专利代理机构长沙思创联合知识产权代理事务所(普通合伙)43215代理人夏兴友张英(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)C22C30/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法(57)摘要本发明涉及合金材料，具体涉及一种提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法。本发明的制备方法，包括如下步骤：(1)球磨：将配制好的镍、钼、硅粉末放入球磨机球磨获得合金粉末混合物；(2)预制：以甲基纤维素溶液作为粘接剂，将合金粉末混合物预置于钛合金TC4基体表面，并在120℃干燥炉保温2小时；(3)采用半导体激光器单道扫描预置有合金粉末的钛合金TC4表面，制备出高温抗氧化复合涂层；本技术采用激光熔覆技术，以Ni-Mo-Si合金粉末为原料，在Ti6Al4V合金表面制备复合涂层，研究了涂层的物相组织结构、显微硬度及高温抗氧化性能。CN108517518ACN108517518A权利要求书1/1页1.一种提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法，其特征是，包括如下步骤：(1)球磨：将配制好的镍、钼、硅粉末放入球磨机球磨获得合金粉末混合物；(2)预制：以甲基纤维素溶液作为粘接剂，将合金粉末混合物预置于钛合金TC4基体表面，并在120℃干燥炉保温2小时；(3)采用半导体激光器单道扫描预置有合金粉末的钛合金TC4表面制备出高温抗氧化复合涂层。2.根据权利要求1所述提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法，其特征是，步骤(1)的合金粉末混合物中各成分的百分含量为：镍20％、钼48％、硅32％。3.根据权利要求1所述提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法，其特征是，步骤(1)的合金粉末混合物中各成分的百分含量为：镍30％、钼42％、硅28％。4.根据权利要求1所述提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法，其特征是，步骤(1)的合金粉末混合物中各成分的百分含量为：镍40％、钼36％、硅24％。5.根据权利要求1所述提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法，其特征是，步骤(2)合金粉末混合物预置表面的厚度约为1.5mm。6.根据权利要求1所述提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法，其特征是，步骤(3)半导体激光器功率为1～2kW。7.根据权利要求1所述提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法，其特征是，步骤(1)球磨时间为12h。2CN108517518A说明书1/4页一种提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法技术领域[0001]本发明涉及合金材料，具体涉及一种提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法。背景技术[0002]钛是20世纪50年代发展起来的一种重要结构金属，钛合金具有高的比强度和比刚度、良好的抗腐蚀性能等性能优点，已在航空航天、船舶、兵器、海洋、石油化工、生物医学工程等领域中得到广泛应用。但其硬度较低、耐磨性差，在高温环境下表面易氧化脱落，限制了其作为运动副零部件的应用，比如航空发动机的涡轮叶片、排气阀等。[0003]由于磨损及氧化均起源于材料或零部件的表面，采用合适的表面工程手段在材料表面制备高硬度、耐磨性好、抗氧化性能高的涂层无疑具有较高的经济性和可行性，不仅可以拓宽其应用领域(如核能、军工、冶金等领域；高速、高温、重载等环境)，还可有效提高材料或零部件的使用寿命，节约成本、保护环境。激光熔覆技术是一种新型的表面改性技术，该技术是采用高能激光束为热源，将设计好的合金粉末或复合粉末预置或同步送入基体表面，在激光束的辐照下迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却形成稀释率极低、与基体呈牢固冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及生物相容等性能的一种表面改性方法。[0004]目前国内外研究普遍通过提高Ti6Al4V合金的表面硬度来增强其耐磨性能，但是作为常见硬质相的WC、TiN和VC在高温(高于800℃)下极易被氧化，并不能提高钛合金的高温抗氧化性能。[0005]新型钼硅基材料，如MoSi2，具有较高的熔点(2030℃)，优异的抗氧化性能(抗氧化温度可达到1600℃以上)，高硬度(维氏硬度8.5GPa)，较低的热膨胀系数(8.1×10-6K-1)以3及适中的密度(6.24g/cm)，是极有潜力的高温抗氧化涂层候选材料。MoSi2的制备方法与其使用性能密切相关，传统