[發明專利]一種防止鉬及鉬合金氧化的方法

有效

• 申請號: 201210039476.7
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102534617A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 胡平;王快社;何歡承;王鵬洲;康軒齊;張兵;張鄭
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C23C30/00
• 分類號: C23C30/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及一種合金表面處理的方法，特別是一種通過表面鈦處理防止鉬及鉬合金氧化的方法。

背景技術

鉬及鉬合金是一種重要的高溫合金，因其具有高熔點、抗腐蝕、力學性能優異等優點，因而在高溫結構件、宇航工業、核能工業、電子工業和玻璃制造業等領域有著廣泛的用途。但是，由于鉬及鉬合金在約300℃時會發生氧化形成MoO₂，溫升至600℃左右時會發生二次氧化，生成MoO₃，當溫度升至750℃及以上時，MoO₃嚴重揮發為黃色煙霧。所以，鉬的氧化和揮發現象影響了其高溫力學性能，限制了鉬及鉬合金的應用范圍。

目前解決鉬及鉬合金氧化性的途徑有兩條，一是研制高溫抗氧化的鉬合金，二是外加抗氧化涂層。但是鉬的可合金化程度很小，當提高抗氧化性能的合金元素加入量稍多時，合金的加工性能變差，甚者不具有室溫塑性，所以用合金化的方法無法從根本上改變鉬及鉬合金的抗氧化能力，而且還會影響到它的許多的高溫性能，如高溫強度、耐沖擊性、耐熱震性和抗蠕變性等。所以，在鉬及鉬合金的表面制備涂層來防止氧化就顯得十分必要了。常見的高溫抗氧化涂層有鋁化物涂層、硅化物涂層、耐熱合金涂層、貴金屬涂層等，但是大多存在涂層與基體結合強度不高、相容性差、成本過高(貴金屬涂層)等缺點。

發明內容

針對現有防氧化技術的缺陷或不足，本發明的目的在于，提出一種通過表面鈦處理防止鉬及鉬合金氧化的方法。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種防止鉬及鉬合金氧化的方法，其特征在于，該方法首先對鉬及鉬合金基體進行表面處理，然后在經過表面處理的鉬及鉬合金基體表面進行鈦處理，鈦與氧氣接觸后在鉬合金基體上化合生成一層致密的氧化鈦膜，使鉬及鉬合金表面鈍化，以此防止鉬及鉬合金的氧化。

上述用于防止氧化的基體材料可以是純鉬、Mo-Ti系合金、Mo-W系合金、Mo-Cu系合金、Mo-Re系合金、Mo-Hf-C系合金、TZC合金、TZM合金等。

上述表面鈦處理的方法采用熱噴涂、化學鍍、真空物理氣相沉積鍍、化學氣相鍍或真空蒸發鍍等。

上述經過表面鈦處理后的鉬及鉬合金的使用溫度≤1200℃。

本發明通過表面鈦處理防止鉬及鉬合金氧化，與現有技術相比有如下優點：

1.可以通過多種途徑實現鉬及鉬合金表面的鈦處理；

2.表面鈦處理后的鉬及鉬合金耐熱性高；

3.表面進行鈦處理與鉬及鉬合金基體的相容性好。

附圖說明

圖1：實施例1中純鉬經過表面鈦處理后的表面保護層的能譜圖及元素成分表；

圖2：實施例1中純鉬經過表面鈦處理后的表面保護層部分打磨后能譜圖及元素成分表；

圖3：實施例1中純鉬經過表面鈦處理后的表面保護層完全打磨后材料內部能譜圖及元素成分表；

圖4：實施例1中經過表面鈦處理后的金相組織。

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

本發明采用的機理是，鈦與鉬同屬稀有難熔金屬，熔點高，鈦及氧化鈦都具有良好的耐熱性，與鉬及鉬合金基體相容性好，在鉬及鉬合金表面進行鈦處理，鈦與氧氣接觸后化合生成一層致密的氧化鈦膜，可以消除高溫時氧氣與鉬及鉬合金基體的接觸，從而降低了氧向鉬基體的擴散，其到了表面鈍化的作用，達到了防止鉬及鉬合金基體氧化的目的，提高了鉬及鉬合金材料的使用壽命，擴大了鉬及鉬合金的使用范圍。

以下是發明人給出的實施例：

實施例1：

步驟1，選取純度為99.95％以上的純鉬，用25g/L的堿性洗滌劑中浸漬30分鐘，用90℃蒸餾水清洗40分鐘，再用40℃清水噴淋水洗一小時后干燥備用；

步驟2，制備涂層粉末，用篩孔為50μm的網篩篩分出TiO₂粉末，干燥備用；

步驟3，采用靜電粉末噴涂法進行表面鈦處理，噴粉量為50g/分，噴涂時間為10s，重復噴涂6次，噴粉電壓為60V，熔結溫度為538℃，溶結時間為12分鐘，隨爐冷卻后即在純鉬表面形成致密TiO₂薄膜。

經過表面鈦處理后的表面保護層的能譜圖及元素成分表如圖1所示，經過表面鈦處理后的表面保護層部分打磨后能譜圖及元素成分表如圖2所示，經過表面鈦處理后的表面保護層完全打磨后材料內部的能譜圖及元素成分表如圖3所示，經過表面鈦處理后的金相組織如圖4所示。

實施例2：