[发明专利]一种制备钛合金表面阻燃合金层的方法

说明书

本发明公开了一种制备钛合金表面阻燃合金层的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对钛合金工件表面进行预处理；步骤2、在经过预处理的钛合金工件表面涂覆含有金属粉末的有机溶料；步骤3、对涂覆含有金属粉末的有机溶剂后的钛合金工件进行激光合金化处理，冷却后磨削即可得到钛合金表面阻燃合金层。通过本发明的方法制备的钛合金表面阻燃合金层不仅具有优良的阻燃效果，而且还是高强韧、耐高温、高耐磨性和高耐蚀性的组合，可广泛地应用于普通钛合金零部件“钛火”问题的防治。

技术领域

本发明属于钛合金表面工程技术领域，涉及一种制备钛合金表面阻燃合金层的方法。

背景技术

钛及其合金具有比强度高、耐热性强、耐腐蚀等许多优良特性，是具有发展前途的新型结构材料。钛及其合金用于航空发动机零部件的制造，以减轻质量和提高推重比。由于钛合金自身具有的导热系数低，氧化生成热高和燃烧生成热高的特性，导致普通的钛合金在特定的航空发动机的环境下(高温、高压以及高速气流的冲击)服役时，容易被点燃，并且发生持续的燃烧，引发“钛火”故障，研究表明，一般钛合金零部件的蔓延时间从开始到结束总共只有4-20s，在如此短的时间内根本来不及采取灭火措施。钛火故障在国外民用和军用航空发动机上都曾发生过。危害很大，后果严重，极大地限制了钛合金在航空发动机中的应用。

目前钛合金的阻燃技术存在成本高、加工制备难度大、降低推重比和涂层结合强度低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备钛合金表面阻燃合金层的方法，解决了现有技术中存在的制备钛合金表面阻燃合金层的工序复杂，阻燃性能差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种制备钛合金表面阻燃合金层的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对钛合金工件表面进行预处理；

步骤2、在经过预处理的钛合金工件表面涂覆含有金属粉末的有机溶料；

步骤3、对涂覆含有金属粉末的有机溶剂后的钛合金工件进行激光合金化处理，冷却后磨削即可得到钛合金表面阻燃合金层。

本发明的特点还在于：

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、对钛合金工件表面进行喷砂处理，以清洁工件表面污垢；

步骤1.2、对经过步骤1.1处理的钛合金表面用超声波进行清洗。

步骤2中有机溶料为工业酒精和金属粉末的混合物，所述金属粉末为纳米铜粉。

每100ml有机溶料中纳米铜粉的质量为30-45g。

有机溶料的涂覆厚度为200-250μm。

纳米铜粉的颗粒为球形，粒径为80-120nm，所述纳米铜粉的纯度不小于99.5％。

步骤2中对钛合金工件表面涂覆有机溶料后，采用阶梯升温方式对工件进行干燥，具体为升温速度每分钟不大于5℃，温度升至100℃时保温1h，继续以每分钟不大于5℃升温至150℃，保温1h。

步骤3中具体为，使用激光器沿工件表面曲线扫描，其中，激光器功率为1000-1200W，扫描速度为1000-1500mm/min，离焦量0mm，搭接率为25％-40％。

步骤3中冷却采用覆盖石棉毡进行保温缓冷。

步骤3中磨削采用碳化硅砂轮将阻燃合金层厚度磨削到120μm-200μm，且表面粗糙度小于Ra1.6μm。