[发明专利]一种TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法

说明书

本发明公开了一种TC4表面制备c‑BN耐磨涂层的方法，该方法为：一、对TC4工件、TiZrCuNi钎料和c‑BN颗粒进行去油污处理；二、将去除油污后的TiZrCuNi钎料和c‑BN颗粒混合均匀后，再加入有机溶剂，制备成膏状的混合料；三、将膏状的混合料均匀涂覆在TC4工件的表面，然后置于烘箱中烘干，烘干后再置于真空钎焊炉中进行钎焊，最后在TC4工件的表面得到c‑BN耐磨涂层。本发明将c‑BN利用TiZrCuNi钎料真空钎焊于TC4表面制备耐磨涂层，具有对设备的要求较低，易于操作，可制备较大工件，涂层结合强度高，生产成本低，效率高等优点。

技术领域

本发明属于金属材料表面处理技术领域，发明涉及一种利用TiZrCuNi钎料在TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法。

背景技术

TC4合金具有比强度高、耐腐蚀性好等突出优点，在国防工业、民用工业及航空领域应用广泛，但TC4作为运动副零部件时，耐磨性差成为影响其使用性能和寿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、氮化物和硼化物来改善其耐磨性能，也有人采用在TC4表面感应钎焊WC来制备耐磨层。随着技术的发展，科研人员探索使用钎焊法在TC4表面制备立方氮化硼(简称c-BN)耐磨涂层。c-BN是继人造金刚石问世之后人工合成的硬度仅次于金刚石的超硬材料，它具有良好的物理、化学性能，弹性模量与金刚石接近，热稳定性比金刚石高，化学惰性很大并且具有很高的耐磨性，广泛用于制备砂轮及刀具，也可用于制备各种易磨损部件的耐磨涂层。目前c-BN制品大多采用电镀或烧结工艺制得，结合强度低，使用中c-BN颗粒极易从结合层脱落。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法。该制备方法利用真空钎焊技术在TC4表面制备c-BN耐磨涂层，对设备的要求较低，易于操作，可制备较厚涂层，涂层结合强度高，生产成本低，效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对TC4工件、TiZrCuNi钎料和c-BN颗粒进行去油污处理；

步骤二、将步骤一中去除油污后的TiZrCuNi钎料和c-BN颗粒混合均匀后，再加入有机溶剂，制备成膏状的混合料，所述有机溶剂的质量为所述混合料质量的30％～50％；所述有机溶剂由聚乙烯醇溶于蒸馏水制成，所述有机溶剂中聚乙烯醇的质量浓度为30％～50％；

步骤三、将步骤二中制备的膏状的混合料均匀涂覆在TC4工件的表面，然后置于烘箱中烘干，烘干后再置于真空钎焊炉中进行钎焊，最后在TC4工件的表面得到c-BN耐磨涂层。

上述的一种TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述TiZrCuNi钎料由以下质量百分数的成分组成：Zr 37.5％，Cu 15％，Ni 10％，余量为Ti，所述TiZrCuNi钎料的粒度为200目，c-BN颗粒的粒度为60～300目。

上述的一种TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述TiZrCuNi钎料和c-BN颗粒的体积比为1：1。

上述的一种TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤三中涂覆膏状的混合料时采用毛刷反复在TC4工件的表面涂刷直至TC4工件的表面均匀光滑为止。

上述的一种TC4表面制备c-BN耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤三中所述钎焊的工艺为：以10℃/min的速度升温至930℃～970℃后，保温为2min～10min，再以10℃/min的速度冷却至室温。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明利用真空钎焊技术在TC4表面制备c-BN耐磨涂层，对设备的要求较低，易于操作，可制备较厚涂层，涂层结合强度高，生产成本低，效率高。