[發明專利]一種超光滑高硬度復合涂層及制備方法

在審

• 申請號: 201911039116.5
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN111020556A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 張義福
• 申請（專利權）人: 惠州市榮裕鑫電子科技有限公司
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;C22C32/00;C23C14/02
• 代理公司: 惠州市超越知識產權代理事務所(普通合伙) 44349
• 代理人: 陳文福

本發明涉及復合涂層技術領域，尤其是一種超光滑高硬度復合涂層，所述復合涂層的質量組份包含鈷5?12份、鎢8?15份、二氧化鈦1?3份、碳化硅3?6份、鉬0.1?0.5、鎳0.1?0.5份、鈮0.1?0.2份、氧化鋁5?10份、和石墨20?25份。本發明還包括一種超光滑高硬度復合涂層的制備方法，本發明利用輝光放電清潔樣品并配合脈沖激光毛化技術和連續激光輔助冷噴涂的方法，使基材由涂層的結合強度得到較大的提升，顯著增加了涂層的使用壽命，同時利用多種高強度的合金混合粉末的沉積，提升了涂層表面的光滑度和硬度，具有市場前景，適合推廣。

技術領域

本發明涉及復合涂層技術領域，尤其涉及一種超光滑高硬度復合涂層及制備方法。

背景技術

復合材料能有效減輕基材的重量和表面性能，可廣泛應用于航空航天領域。在實際應用中復合材料基板常與鈦合金面板膠接而組成鈦合金復合材料結構，如直升機槳葉等，但其膠接強度一直是需要解決的關鍵問題。采用表面處理工藝改善鈦合金表面形貌和化學特性是提高鈦合金與復合材料膠接強度的一個主要途徑，但是仍然存在鈦合金基體和涂層的結合力不夠強的問題。因此為了在保證基體和鍍層的結合力的前提下，提高基材的硬度、抗沖蝕和光滑性，需要一種更好的復合涂層來解決以上問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在現有的復合涂層與基體結合力不夠強，影響基材的硬度、抗沖蝕和光滑性的缺點，而提出的一種超光滑高硬度復合涂層及制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

設計一種超光滑高硬度復合涂層，所述復合涂層的質量組份包含鈷5-12份、鎢8-15份、二氧化鈦1-3份、碳化硅 3-6份、鉬0.1-0.5、鎳0.1-0.5份、鈮0.1-0.2份、氧化鋁5-10份、和石墨20-25份。

一種超光滑高硬度復合涂層的制備方法，包括如下步驟：

S1、按重量組份配比原材料并混合，利用球磨法將混合的原材料混合均勻形成復合粉末；所述復合粉末的硬度＞45HRC，所述復合粉末的粉末粒度為5～25μm；

S2、將球磨好的復合粉末在還原爐中還原；

S3、對基體進行預處理；

S4、利用脈沖激光毛化技術對基體表面進行處理以提高表面粗糙度；采用連續激光輔助冷噴涂的方法在經過脈沖激光毛化處理的基體上同步沉積超光滑高硬度復合涂層。

優選的，所述超光滑高硬度復合涂層的沉積厚度為2-3mm。

優選的，在步驟S2中，所述復合粉末的還原在馬弗爐中進行，還原氣氛為氬氣或氮氣，還原時間為40-50min，還原溫度為300～450℃。

優選的，在步驟S4中，脈沖激光的能量密度為120～125W/cm2，脈寬為1～3ms，波長為1510～1650nm，半導體連續激光的能量密度為6～8×150W/cm2，波長為1100～1200nm。

優選的，在步驟S3中，所述基體預處理包括將化學清洗后的基材放入多弧離子鍍膜室內，置于基材轉架上，對真空室抽真空至12～15Pa，后充入氬氣或氮氣，氣體流量控制在200～250sccm，工作壓強控制在0.5～1Pa，基體加熱到500～650℃，然后開啟脈沖電源，調節偏壓-600～-800V，基體表面發生輝光放電，輝光放電清潔樣品時間30-35分鐘。

本發明提出的一種超光滑高硬度復合涂層及制備方法，有益效果在于：本發明利用輝光放電清潔樣品并配合脈沖激光毛化技術和連續激光輔助冷噴涂的方法，使基材由涂層的結合強度得到較大的提升，顯著增加了涂層的使用壽命，同時利用多種高強度的合金混合粉末的沉積，提升了涂層表面的光滑度和硬度。

具體實施方式