[發(fā)明專利]一種鈦合金表面復合耐磨減摩涂層及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410767991.6
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104480511A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 熊黨生;秦永坤;李建亮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學;南京鴻晟健生物科技有限公司
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅;朱顯國

1.一種鈦合金表面復合耐磨減摩涂層，其特征在于，包括依次連接的激光織構(gòu)化表面、氧化陶瓷層和自潤滑涂層，所述激光織構(gòu)化表面為均勻分布的微孔陣列，所述氧化陶瓷層為硬質(zhì)氧化陶瓷涂層，所述自潤滑涂層為MoS₂涂層、PTFE涂層或石墨涂層。

2.如權(quán)利要求1所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層，其特征在于，氧化陶瓷層上的表面微孔直徑為3-10μm，厚度為10-30μm。

3.如權(quán)利要求1-2任一所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)對鈦合金基底進行拋光和去油預處理；

(2)采用Nd：YAG脈沖激光器對預處理后的試樣進行織構(gòu)化處理，制備微孔陣列，形成激光織構(gòu)化表面，其中，脈沖激光器的參數(shù)為：激光波長1064nm、輸出最大單脈沖能量50mJ、脈沖頻率50Hz、脈沖寬度50～100ns，同點重復激光脈沖次數(shù)1～5次；

(3)采用HF-HNO₃溶液對織構(gòu)化處理后的試樣進行活化，并去除表面氧化物；

(4)將活化處理后的試樣作為陽極，浸入到堿性電解液，進行等離子電解氧化處理，制備硬質(zhì)氧化陶瓷涂層；

(5)在硬質(zhì)氧化陶瓷涂層表面，以固體潤滑劑懸濁液為原料，制備自潤滑涂層。

4.如權(quán)利要求3所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的微孔陣列，其微孔直徑D＝50～300μm，微孔深度h＝15～55μm，面積占有率S＝2％～35％，微孔間距L＝300～800μm。

5.如權(quán)利要求3所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述的堿性電解液為磷酸鹽或鋁酸鹽電解液或其混合電解液，磷酸鹽電解液中十二水磷酸鈉為1-15g/L，鋁酸鹽電解液中鋁酸鈉為5-12g/L，電解液pH＝12-14。

6.如權(quán)利要求3所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述的等離子電解氧化處理采用高壓脈沖直流電源，其中，電源電壓400-460V，脈沖頻率100Hz-1kHz，占空比10％-20％，處理時間10-60min。

7.如權(quán)利要求3所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層的制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述的固體潤滑劑懸濁液由以下組分組成，4.5wt％-5wt％粘結(jié)劑、7.5wt％-8wt％固體潤滑劑，余量為丙酮，其中，粘結(jié)劑為E44環(huán)氧樹脂，固體潤滑劑為納米MoS₂、PTFE或石墨顆粒。

8.如權(quán)利要求3所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層的制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述的自潤滑涂層采用浸漬、涂覆或噴涂工藝制備。

9.如權(quán)利要求8所述的鈦合金表面復合耐磨減摩涂層的制備方法，其特征在于，浸漬工藝是將試樣水平浸入到固體潤滑劑懸濁液中，靜置3-15min，取出后，在下分別干燥2h和1h；

涂覆工藝是以3mm/s的速度將試樣豎直浸入到固體潤滑劑懸濁液中，然后以0.2-1mm/s的速度進行提拉涂覆，試樣晾干后，旋轉(zhuǎn)180°進行重復提拉，該過程重復3-5次，然后在分別干燥2h和1h；

噴涂工藝是采用自制氣體噴槍將固體潤滑劑懸濁液往復噴涂在試樣表面，往復次數(shù)10-15次，噴槍壓力為0.6-1MPa，晾干后，放入分別干燥2h和1h。