[發明專利]一種鈦合金表面抗高溫氧化涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201810641736.5
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108866502A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 秦林;馬華;劉小萍;趙鵬飛;薛海龍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C23C14/16
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

1.一種鈦合金表面抗高溫氧化涂層，其特征在于：包括過渡層和外層抗高溫氧化層，所述過渡層為滲鎳層，所述外層抗高溫氧化層為具有抗高溫氧化性的銥層，滲鎳層包括基體鈦合金上的滲鎳層和在銥層中的滲鎳層，鎳在基體鈦合金中的成分分布是由表及里濃度逐漸降低，在銥層中由內向外濃度成梯度遞減分布。

2.一種如權利要求1所述的鈦合金表面抗高溫氧化涂層的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步，鈦合金工件表面預處理

用砂紙打磨并拋光鈦合金工件的表面，再分別用丙酮、無水乙醇、去離子水在超聲波清洗儀器中對鈦合金進行超聲清洗并干燥；

第二步，制備滲鎳過渡層

鈦合金工件置于陰極托盤中央，純度為99.9 %以上的鎳作為源極放置于鈦合金工件正上方，采用鉬棒懸掛，鎳與鈦合金兩者間距為18~20mm，構成工件-源極一體結構；采用一臺高壓直流電源作為電源，負極接在陰極托盤上，正極接在接地的真空容器上；通過抽真空系統將真空容器抽真空到極限真空度后，通過送氣系統充入氬氣使真空容器內氣壓升至工作氣壓40~45 Pa；直流電源系統施加電壓-600~-700V于鈦合金工件和源極上，產生空心陰極輝光放電，從而加熱鈦合金工件和源極；鈦合金工件升溫至900 ℃，保溫0.5 h；被濺射出的鎳離子、原子及粒子團遷移、吸附并擴散進入到鈦合金工件表面內；保溫結束后緩冷到25℃，獲得以擴散層為主的鎳滲鍍層；

第三步，鈦合金表面滲銥處理

將表面具有鎳滲鍍層的鈦合金工件置于陰極托盤中央，上方懸有保溫罩，純銥作為源極放置在保溫罩頂端，兩者間距為15~20mm，構成工件-源極一體結構；采用高壓直流電源作為直流電源系統，負極接在陰極托盤上，正極接在接地的真空容器上；通過抽真空系統將真空容器抽真空到極限真空度后，充入氬氣使真空容器內氣壓升至30~70Pa；直流電源系統施加電壓-700~-750V于表面具有鎳滲鍍層的鈦合金和源極上，產生空心陰極輝光放電；工作溫度850℃~950℃，保溫1-3 h；被濺射出的銥離子、原子及粒子團遷移吸附并擴散進入到鎳鍍層內，形成鎳銥合金滲鍍層；保溫結束后緩冷到25℃，最終獲得表面具有抗高溫氧化涂層的鈦合金工件。