[發(fā)明專利]含鋁-硅-鋅-稀土-鎂-鐵-錳-鉻-鋯的熱浸鍍合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910262743.5
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN101736254A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮立新;張敏燕;張平則
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫麟龍鋁業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C23C2/12
• 分類號(hào): C23C2/12;C22C21/02;C22C1/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈦合金零部件表面涂層用的含鋁-硅-鋅-稀土-鎂-鐵-錳-鉻-鋯的熱浸鍍合金及其制備方法。

背景技術(shù)

鈦合金具有強(qiáng)度高，耐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而成為重要的航空材料。鈦合金的使用，對減輕飛機(jī)重量，提升飛機(jī)性能具有重要意義。然而，鈦合金自身雖具有良好的耐腐蝕性能。但當(dāng)其與鋁合金及合金鋼接觸時(shí)，在應(yīng)力與環(huán)境協(xié)同作用下，則易于發(fā)生接觸腐蝕而導(dǎo)致失效。

接觸腐蝕是一種電偶腐蝕，即異種金屬在同一種介質(zhì)中接觸，由于金屬電位不同使電位較低的金屬溶解速度加快，造成接觸處的局部腐蝕?？刂平佑|腐蝕根本措施是通過合理的選擇涂層材料，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行表面改性與表面涂鍍層處理，使接觸件異種材料的電位接近，從而降低或消除接觸腐蝕。

然而，國內(nèi)外防止鈦合金接觸腐蝕雖然取得一定的成果，但目前的手段均存在一定的問題，主要是采用的涂鍍層在環(huán)境、應(yīng)力協(xié)同作用下，很容易失去防護(hù)效果，鈦合金表面的常規(guī)鍍覆涂層在接觸載荷作用下極易剝落，很容易失去防腐作用，剝落的碎片使接觸零件之間形成磨粒磨損，加劇了零件的失效，因此飛機(jī)中大量的鈦合金緊固件，迫切需要解決接觸腐蝕導(dǎo)致的失效問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鈦合金零部件表面涂層用的熱浸鍍合金，采用該熱浸鍍合金制備的抗接觸腐蝕涂層即使在惡劣的環(huán)境和應(yīng)力的作用下，也不會(huì)剝落，并且抗接觸腐蝕的性能也大大得以提高，從而徹底解決了鈦合金與鋁合金和鋼鐵材料的接觸腐蝕問題。

本發(fā)明提供的專用于鈦合金零部件表面涂層的熱浸鍍合金，其中所述熱浸鍍合金由鋁、硅、鋅、稀土元素、鎂、鐵、錳、鉻、鋯和納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑組成，各組成成份占總質(zhì)量的百分比為：硅含量：8～24％，鋅含量：1.2～3.1％，稀土元素的含量：0.02～0.5％，鎂含量：0.5～3.2％，鐵含量：0.05～1％，錳含量：1.0～2.0％，鉻含量：0.5～2.0％，鋯含量：0.02～0.5％，納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑的總含量：1～2％，余量為鋁以及不可避免的雜質(zhì)，所述納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑選自TiO₂、CeO₂中的一種或兩種。

優(yōu)選的，如果采用的納米氧化物增強(qiáng)劑顆粒是均勻的球體顆粒，則球體比表面積和平均粒徑滿足如下關(guān)系式：

其中D代表平均粒徑；

ρ代表密度。

如果采用的納米氧化物增強(qiáng)劑顆粒比一般的球體顆粒形狀復(fù)雜一些，涂層的性能、效果可以更加理想，因此，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的納米氧化物增強(qiáng)劑的比表面積要大于上述公式計(jì)算值：

優(yōu)選的，納米氧化物顆粒采用TiO₂時(shí)，所述TiO₂的平均粒徑為15～60nm。

優(yōu)選的，納米氧化物顆粒采用TiO₂時(shí)，所述TiO₂的比表面積為20～90m²/g。

優(yōu)選的，納米氧化物顆粒采用CeO₂時(shí)，所述CeO₂的平均粒徑為25～70nm。

優(yōu)選的，納米氧化物顆粒采用CeO₂時(shí)，所述CeO₂的比表面積為10～80m²/g。

優(yōu)選的，納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑為TiO₂和CeO₂時(shí)，TiO₂和CeO₂質(zhì)量比為1∶(1～3)。

更優(yōu)選的，其中TiO₂和CeO₂質(zhì)量比為1∶2。

優(yōu)選的，其中各組成成份占總質(zhì)量百分比為：硅含量：12～20％，鋅含量：1.5～2.5％，稀土元素的含量：0.1～0.3％，鎂含量：1～2.5％，鐵含量：0.2～0.8％，錳含量：1.5～2.0％，鉻含量：0.8～2.0％，鋯含量：0.1～0.4％，納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑的總含量：1.2～1.8％。

另外，本發(fā)明還提供一種制造所述的熱浸鍍合金的方法，根據(jù)鋁、硅、鋅、稀土元素、鎂、鐵、錳、鉻、鋯和納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑的質(zhì)量百分比備料，先在氣氛保護(hù)熔煉爐內(nèi)，將鋁硅合金先加熱到750～800℃充分熔化，再升溫至845～855℃后加入稀土元素，攪拌均勻，再加熱升溫至860～880℃后加入鋅，經(jīng)降溫至750～700℃再同時(shí)加入納米氧化物顆粒增強(qiáng)劑及鎂、鐵、錳、鉻、鋯，經(jīng)機(jī)械、電磁復(fù)合攪拌均勻，再將溫度降低到700～650℃保溫20～30分鐘獲得的。