CN102560411A - 一种钛合金表面抗烧蚀涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
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
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
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。
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)。
工艺流程:
(1)工件表面预处理。
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。
(2)工件入炉。
(3)通高纯Ar排净装置内空气,并检查装置的气密性。
(4)停止通Ar,开始通H2,加热。
(5)化学反应。
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。
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。
(6)降温。
反应结束,关闭WF6气体,继续通H2直到室温。出炉,检测。
本专利技术的主要特点
(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;
(2)本专利采用常压下的化学反应,设备简单,投入少,见效快。
(3)本专利适应各种形状、尺寸的钛合金,应用性广;
(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:
图1:带有钨涂层的钛合金金相显微照片。
具体实施方式:
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:
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用,抗烧蚀温度提高了400℃以上。工艺参数设定为: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,反应时间25~35min。
Claims (1)
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。
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