[發明專利]一種鈦合金墊圈用復合涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202110910069.8
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113755780A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 許康威;武笑宇;謝述鋒;景喆;黃磊
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/06;C23C4/134;C23C4/10
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

1.一種鈦合金墊圈用復合涂層，其特征在于：所述復合涂層由0.06mm厚的鎳基金屬過渡層和0.3~0.4mm厚的陶瓷面層組成；

所述鎳基金屬過渡層的化學成分及各成分的質量百分比含量為：Ni 60~85%、Cr 10~30%、B 3~6%、Si 3~6%、Fe 2~5%、Mo 2~5%；

所述陶瓷面層的化學成分及各成分的質量百分比含量為：Al₂O₃ 70~90%、TiO₂ 15~30%、ZrO₂ 3~10%。

2.一種鈦合金墊圈用復合涂層的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟：

S1、表面清洗

用丙酮和無水乙醇對鈦合金墊圈表面進行清洗以去除油污，確保墊圈表面潔凈；

S2、噴砂粗化

采用質量比為1:1~3:1的16目和24目的混合棕剛玉砂粒對表面進行噴砂粗化，噴砂用壓縮空氣必須干燥、無油，氣壓為0.6~0.8MPa，噴射角為90±10°，噴砂距離為0.1~0.2m，噴砂至鈦合金墊圈表面露出亞光色新鮮金屬表面為止；

S3、涂層制備

S31、將鈦合金墊圈在噴涂工裝上進行固定，采用超音速火焰噴涂工藝在鈦合金墊圈表面制備鎳基金屬過渡層，厚度為0.06mm，燃料為丙烷和空氣，噴涂前鈦合金墊圈表面需預熱至大于50℃，噴涂過程中鈦合金墊圈表面溫度應小于150℃，采用多道次噴涂來防止涂層過熱；

S32、采用高速等離子噴涂工藝在鎳基金屬過渡層表面制備一層陶瓷面層，厚度0.3~0.4mm，噴涂氣體為氬氣和氫氣，噴涂前鈦合金墊圈表面需預熱至大于50℃，噴涂過程中墊圈表面溫度應小于150℃，采用多道次噴涂來防止涂層過熱；

S4、復合涂層磨拋

將鈦合金墊圈固定在平面磨床上，對鈦合金墊圈表面進行磨削，通過無損測厚儀對復合涂層厚度進行檢測，確保復合涂層最終厚度為0.25~0.35mm，磨削完成后采用百潔布蘸取金剛石研磨膏對涂層表面進行拋光處理，確保涂層表面光潔度≤1.6μm。

3.根據權利要求2所述的一種鈦合金墊圈用復合涂層的制備方法，其特征在于：步驟S31中，采用超音速火焰噴涂工藝在鈦合金墊圈表面制備鎳基金屬過渡層的具體工藝參數為：空氣壓力為0.6~0.8MPa，丙烷壓力為0.5~0.7MPa， 送粉速度為25~50g/min，噴涂距離為180~220 mm，噴涂角度為60~90°，噴涂速度為400~600 mm/s，噴涂步距為2.5~3.5mm。

4.根據權利要求2所述的一種鈦合金墊圈用復合涂層的制備方法，其特征在于：步驟S32中，采用高速等離子噴涂工藝在鎳基金屬過渡層表面制備一層陶瓷面層的具體工藝參數為：噴涂電流為680~800A，噴涂電壓為45~60V，主氣壓力為0.5~0.8MPa，主氣流量為50~80L/min，輔氣壓力為0.4~0.6MPa，輔氣流量為4~10L/min，載氣流量為5~8L/min，送粉速度為30~60g/min，噴涂距離為90~110 mm，噴涂角度為60~90°，噴涂速度為400~600 mm/s，噴涂步距為2.5~3.5mm。