[发明专利]一种抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法

说明书

本发明公开了一种抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法，该抗盐雾腐蚀钛合金，其表面固化有钛、硼、钠氧化物构成的网状疏孔结构，这些结构内填充有高张力四氟硅烷，所述高张力四氟硅烷外还有将四氟硅烷封闭在内的微晶蜡层，所述微晶蜡层表面嵌合有致密的、直径5μm‑8μm的二氧化硅微粉构成的分子层。本发明的抗盐雾腐蚀钛合金自身表面具有莲花效应、憎水、防腐层稳定性好、抗冲击性能好、适用范围广。

技术领域

本发明涉及钛合金表面防护领域，尤其涉及一种抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法。

背景技术

钛合金具有比强度高，中温性能好和延伸率高等显著优点，但由于存在抗高温氧化性差、耐盐雾腐蚀性能不佳的缺点，极大限制了合金的应用范围。

现有技术主要通过钛合金蓝色阳极化或钛合金表面微弧氧化实现钛合金的表面防腐蚀功能，但无论蓝色阳极化或微弧氧化，其技术目的均是生成一层致密二氧化钛膜防止空气和水的侵蚀，但这层二氧化钛膜易被海水中的碳酸或硫氢化盐等多种成份破坏，从而导致通过常规技术实现的防腐蚀层不能适应长时间的盐雾腐蚀环境。现有技术中还有采用表面喷涂来实现防腐功能的，如喷涂碳化钨、二硫化钼等材料，但这类材料一方面与钛合金基体结合不够紧密(非钛合金基体生成)，同时由于脆性较大、喷涂层较薄，也易受撞击碎裂，抗冲击性能差。根据现有技术相关研究，莲叶表面的特殊结构有自我清洁功能，实际是通过微晶蜡和表面结构实现的超疏水性能，这对钛合金表面防腐具有相当的启示性。

因此，市面上急需一种自身表面具有莲花效应、憎水、防腐层稳定性好、抗冲击性能好、适用范围广的抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种自身表面具有莲花效应、憎水、防腐层稳定性好、抗冲击性能好、适用范围广的抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种抗盐雾腐蚀钛合金的制造方法，包括以下步骤：

1)生产前准备

①表面改性材料准备：足量喷丸用陶瓷丸、足量四氟硅烷、足量粒径0.1μm-0.2μm的微晶蜡、足量氟化钠、足量次磷酸钠、足量硫酸钠、足量硼氢化钠、纯银板、足量直径5μm-8μm的二氧化硅微粉；

2)钛合金表面改性

①将待处理钛合金表面采用0.5MPa、0.1A的陶瓷丸喷丸工艺处理；

②将阶段1)准备的氟化钠、次磷酸钠、硫酸钠、硼氢化钠按质量比配比10∶2∶1∶1的比例混合并溶于混合物总质量100倍的纯净水中，获得溶池；

③将溶池温度控制在5℃-8℃，以待处理钛合金为表面阴极，纯银板为阳极，按4A/dm²-6A/dm²的电流密度施加电场，持续4h-6h，获得表面初处理钛合金；

④将表面初处理钛合金浸润在四氟硅烷中，持续1h-2h，然后缓慢提升，至肉眼可见的四氟硅烷全部回落时取出初处理钛合金，获得封闭处理钛合金；

⑤将阶段1)准备的微晶蜡在真空环境内熔化并加热至230℃-240℃，然后将步骤④获得的封闭处理钛合金浸在熔化的微晶蜡熔池中，持续8h-10h，然后取出封闭处理钛合金，获得除氢封蜡钛合金；

⑥将步骤⑤获得的除氢封蜡钛合金待处理表面采用阶段1)准备的二氧化硅微粉以0.2MPa-0.3MPa的喷出压力喷吹15min-20min，即获得所需抗盐雾腐蚀钛合金。

采用上述方法制造的抗盐雾腐蚀钛合金，其表面固化有钛、硼、钠氧化物构成的网状疏孔结构，这些结构内填充有高张力四氟硅烷，所述高张力四氟硅烷外还有将四氟硅烷封闭在内的微晶蜡层，所述微晶蜡层表面嵌合有致密的、直径5μm-8μm的二氧化硅微粉构成的分子层。