一种钛合金表面抗烧蚀涂层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102560411A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102560411A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210006302.0(22)申请日2012.01.10(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人魏建忠马捷李辉张永志范爱玲(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人刘萍(51)Int.Cl.C23C16/14(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种钛合金表面抗烧蚀涂层的制备方法(57)摘要一种钛合金表面抗烧蚀涂层的制备方法，本发明属于材料腐蚀与防护领域。利用化学反应WF6+3H2→W+6HF，在钛合金表面得到难熔金属钨涂层。钛合金表面抗烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：化学反应温度420～480℃，H2流量为3.2～3.8L/min，WF6流量为5.2～5.8g/min，升温速度为8～12℃/min，降温速度为10～15℃/min，化学反应时间为25～35min。通过对化学反应温度、气体流量以及升温和降温速度等参数的控制，可得到抗烧蚀性能良好的钨涂层，该涂层在1000℃的恒温炉中检验，效果明显。CN102564ACN102560411A权利要求书1/1页1.钛合金表面抗烧蚀涂层的制备方法，其特征在于：化学反应温度420～480℃，H2流量为3.2～3.8L/min，WF6流量为5.2～5.8g/min，升温速度为8～12℃/min，降温速度为10～15℃/min，化学反应时间为25～35min。2CN102560411A说明书1/3页一种钛合金表面抗烧蚀涂层的制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料腐蚀与防护领域，特别为钛合金提供了一种抗烧蚀的难熔金属钨防护涂层的制备方法。背景技术[0002]钛是上世纪五十年代发展起来的一种结构金属，钛合金具有比强度高、韧性和抗蚀性好等特点而被广泛应用于航空航天、军工、建筑、汽车等工业中。然而，高温下抗氧化和耐蚀性很不理想，易烧蚀。表面处理可有效提高钛合金的性能。传统的表面改性处理如渗碳、渗硼和渗氮，存在着处理周期长、工件易变性等缺点；热喷涂技术制备的涂层存在着组织结构疏松、与基体结合较弱等不足；激光束、电子束表面改性因设备复杂、成本高而较少使用。难熔金属钨具有很高的熔点(3410℃)，耐磨耐腐蚀性极强，高温下化学性质稳定。本专利利用气体的化学反应，在钛合金基体表面得到难熔金属钨涂层，该涂层在高温下具有很强的抗烧蚀性能。发明内容[0003]本发明选用气体间的化学反应，在钛合金基体上生成8～12微米厚的难熔金属钨涂层。化学反应方程式为：WF6+3H2→W+6HF。[0004]所用设备有：温度控制柜(要求控温精度高)；加热炉(内设置工件摆放装置，且有畅通的气体流通管道)；尾气吸收装置(采用氢氧化钠水溶液对尾气进行喷淋吸收，可达到环保要求)。[0005]工艺流程：[0006](1)工件表面预处理。[0007]使用碱水洗去工件表面污物，并用水冲洗干净，之后分别用丙酮和酒精进行超声波清洗，得到洁净表面。[0008](2)工件入炉。[0009](3)通高纯Ar排净装置内空气，并检查装置的气密性。[0010](4)停止通Ar，开始通H2，加热。[0011](5)化学反应。[0012]到达设定温度后，通WF6，进行气体化学反应，同时打开尾气吸收装置，吸收反应副产物HF。根据不同要求，可在钛合金表面得到不同厚度的涂层。[0013]化学反应温度420～480℃，H2流量为3.2～3.8L/min，WF6流量为5.2～5.8g/min，升温速度为8～12℃/min，降温速度为10～15℃/min，化学反应时间为25～35min。[0014](6)降温。[0015]反应结束，关闭WF6气体，继续通H2直到室温。出炉，检测。[0016]本专利技术的主要特点[0017](1)本专利操作简单，整个过程自动控制，易实现工业批量生产；3CN102560411A说明书2/3页[0018](2)本专利采用常压下的化学反应，设备简单，投入少，见效快。[0019](3)本专利适应各种形状、尺寸的钛合金，应用性广；[0020](4)本专利所得涂层的成分为100％存钨，对钛合金的高温防护作用效果明显。附图说明：[0021]图1：带有钨涂层的钛合金金相显微照片。具体实施方式：[0022]将钛合金基体进行表面预处理后，进行化学反应的工艺参数及效果如下：[0023][0024]4CN102560411A说明书3/3页[0025]通过设置合适的化学反应参数，在钛合金基体上形成8～10微米的难熔金属致密钨涂层，能够对钛合金起到很好的防护作