[发明专利]一种在煤油保护下电火花沉积钛合金表面涂层的方法

说明书

本发明属于钛合金表面涂层制备的技术领域。本发明提供了一种在煤油保护下电火花沉积钛合金表面涂层的方法，包括如下步骤：将钛合金试样浸没于煤油液面下；以待沉积合金为电火花沉积设备的电极，将所述电极伸入煤油中，接触所述钛合金试样表面，进行电火花沉积，在所述钛合金试样的表面得到合金涂层。采用本发明所提供的方法得到的钛合金表面非晶阻燃涂层的厚度可达53μm，而氩气保护的涂层厚度仅为37μm，增加了43％；涂层表面的残余应力为‑117MPa，而氩气保护的涂层表面残余应力为30MPa，说明该方法不但消除了残余应力，还施加了对基体疲劳性能有利的压应力。

技术领域

本发明涉及钛合金表面涂层制备的技术领域，尤其涉及一种在煤油保护下电火花沉积钛合金表面涂层的方法。

背景技术

钛合金具有比重小、强度高、耐蚀性好的特点，在重视部件重量的航空航天领域具有广阔的应用空间。但是，钛合金的耐磨性较差，且在高温环境下，遭受剧烈摩擦时会起火燃烧，并且会迅速蔓延，发生钛火事故，严重制约了钛合金在先进航空发动机中的应用。因此，需要在钛合金表面沉积耐磨涂层或阻燃涂层，以扩大钛合金的应用范围。

在现有技术中，用电火花沉积工艺在钛合金表面沉积非晶合金阻燃涂层，所得到的涂层与基体能够形成微冶金结合，防钛火阻燃效果显著。目前，为保证Ti合金阻燃涂层不含氧化物等杂质，多在氩气等惰性气体保护的条件下进行沉积，但这种方法得到的涂层厚度较薄，不能满足后处理工艺(如抛光)的要求；且制备的涂层会形成较大残余应力，严重影响涂层的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在煤油保护下电火花沉积钛合金表面涂层的方法，该方法能够得到较厚的涂层，且可以消除残余应力。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种在煤油保护下电火花沉积钛合金表面涂层的方法，包括如下步骤：

将钛合金试样浸没于煤油液面下；

以待沉积合金为电火花沉积设备的电极，将所述电极伸入煤油中，接触所述钛合金试样表面，进行电火花沉积，在所述钛合金试样的表面得到合金涂层。

优选的，所述钛合金试样的表面与所述煤油液面的距离为10～20cm。

优选的，所述电火花沉积设备的沉积枪不接触煤油。

优选的，所述电极与钛合金试样表面之间的角度为30～90°。

优选的，所述电火花沉积的电压为60～110V，所述电火花沉积的频率为1～2kHz，所述电火花沉积的放电电容为30～420μF。

优选的，所述电火花沉积的放电电容为先从30μF增大到420μF，然后再减小至30μF。

优选的，所述电火花沉积的放电电容从30μF增大到420μF，然后再减小至30μF的过程包括第一沉积阶段、第二沉积阶段、第三沉积阶段、第四沉积阶段、第五沉积阶段、第六沉积阶段和第七沉积阶段，所述第一沉积阶段的放电电容为30μF，所述第二沉积阶段的放电电容为90μF，所述第三沉积阶段的放电电容为210μF，所述第四沉积阶段的放电电容为420μF，所述第五沉积阶段的放电电容为210μF，所述第六沉积阶段的放电电容为90μF，所述第七沉积阶段的放电电容为30μF；所述第一沉积阶段、第二沉积阶段、第三沉积阶段、第四沉积阶段、第五沉积阶段、第六沉积阶段和第七沉积阶段的比沉积时间独立地为1～5min/cm²。

优选的，所述待沉积合金为非晶合金。