[發明專利]一種TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法

在審

• 申請號: 201810264841.1
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN110318049A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 高凱;孫曉亮;周嚴;王靖坤
• 申請（專利權）人: 西安瑞鑫科金屬材料有限責任公司
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08;C22C30/02;C22C32/00;B23K1/008
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種TC4表面制備c?BN耐磨涂層的方法，該方法為：一、對TC4工件、TiZrCuNi釬料和c?BN顆粒進行去油污處理；二、將去除油污后的TiZrCuNi釬料和c?BN顆粒混合均勻后，再加入有機溶劑，制備成膏狀的混合料；三、將膏狀的混合料均勻涂覆在TC4工件的表面，然后置于烘箱中烘干，烘干后再置于真空釬焊爐中進行釬焊，最后在TC4工件的表面得到c?BN耐磨涂層。本發明將c?BN利用TiZrCuNi釬料真空釬焊于TC4表面制備耐磨涂層，具有對設備的要求較低，易于操作，可制備較大工件，涂層結合強度高，生產成本低，效率高等優點。

技術領域

本發明屬于金屬材料表面處理技術領域，發明涉及一種利用TiZrCuNi釬料在TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法。

背景技術

TC4合金具有比強度高、耐腐蝕性好等突出優點，在國防工業、民用工業及航空領域應用廣泛，但TC4作為運動副零部件時，耐磨性差成為影響其使用性能和壽命的最重要因素之一。目前主要利用在TC4表面涂覆耐磨性好的碳化物、氮化物和硼化物來改善其耐磨性能，也有人采用在TC4表面感應釬焊WC來制備耐磨層。隨著技術的發展，科研人員探索使用釬焊法在TC4表面制備立方氮化硼(簡稱c-BN)耐磨涂層。c-BN是繼人造金剛石問世之后人工合成的硬度僅次于金剛石的超硬材料，它具有良好的物理、化學性能，彈性模量與金剛石接近，熱穩定性比金剛石高，化學惰性很大并且具有很高的耐磨性，廣泛用于制備砂輪及刀具，也可用于制備各種易磨損部件的耐磨涂層。目前c-BN制品大多采用電鍍或燒結工藝制得，結合強度低，使用中c-BN顆粒極易從結合層脫落。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法。該制備方法利用真空釬焊技術在TC4表面制備c-BN耐磨涂層，對設備的要求較低，易于操作，可制備較厚涂層，涂層結合強度高，生產成本低，效率高。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、對TC4工件、TiZrCuNi釬料和c-BN顆粒進行去油污處理；

步驟二、將步驟一中去除油污后的TiZrCuNi釬料和c-BN顆粒混合均勻后，再加入有機溶劑，制備成膏狀的混合料，所述有機溶劑的質量為所述混合料質量的30％～50％；所述有機溶劑由聚乙烯醇溶于蒸餾水制成，所述有機溶劑中聚乙烯醇的質量濃度為30％～50％；

步驟三、將步驟二中制備的膏狀的混合料均勻涂覆在TC4工件的表面，然后置于烘箱中烘干，烘干后再置于真空釬焊爐中進行釬焊，最后在TC4工件的表面得到c-BN耐磨涂層。

上述的一種TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法，其特征在于，步驟一中所述TiZrCuNi釬料由以下質量百分數的成分組成：Zr 37.5％，Cu 15％，Ni 10％，余量為Ti，所述TiZrCuNi釬料的粒度為200目，c-BN顆粒的粒度為60～300目。

上述的一種TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法，其特征在于，步驟二中所述TiZrCuNi釬料和c-BN顆粒的體積比為1：1。

上述的一種TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法，其特征在于，步驟三中涂覆膏狀的混合料時采用毛刷反復在TC4工件的表面涂刷直至TC4工件的表面均勻光滑為止。

上述的一種TC4表面制備c-BN耐磨涂層的方法，其特征在于，步驟三中所述釬焊的工藝為：以10℃/min的速度升溫至930℃～970℃后，保溫為2min～10min，再以10℃/min的速度冷卻至室溫。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明利用真空釬焊技術在TC4表面制備c-BN耐磨涂層，對設備的要求較低，易于操作，可制備較厚涂層，涂層結合強度高，生產成本低，效率高。