[发明专利]一种钛合金表面复合耐磨减摩涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种钛合金表面复合耐磨减摩涂层，其特征在于，包括依次连接的激光织构化表面、氧化陶瓷层和自润滑涂层，所述激光织构化表面为均匀分布的微孔阵列，所述氧化陶瓷层为硬质氧化陶瓷涂层，所述自润滑涂层为MoS₂涂层、PTFE涂层或石墨涂层。

2.如权利要求1所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层，其特征在于，氧化陶瓷层上的表面微孔直径为3-10μm，厚度为10-30μm。

3.如权利要求1-2任一所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)对钛合金基底进行抛光和去油预处理；

(2)采用Nd：YAG脉冲激光器对预处理后的试样进行织构化处理，制备微孔阵列，形成激光织构化表面，其中，脉冲激光器的参数为：激光波长1064nm、输出最大单脉冲能量50mJ、脉冲频率50Hz、脉冲宽度50～100ns，同点重复激光脉冲次数1～5次；

(3)采用HF-HNO₃溶液对织构化处理后的试样进行活化，并去除表面氧化物；

(4)将活化处理后的试样作为阳极，浸入到碱性电解液，进行等离子电解氧化处理，制备硬质氧化陶瓷涂层；

(5)在硬质氧化陶瓷涂层表面，以固体润滑剂悬浊液为原料，制备自润滑涂层。

4.如权利要求3所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的微孔阵列，其微孔直径D＝50～300μm，微孔深度h＝15～55μm，面积占有率S＝2％～35％，微孔间距L＝300～800μm。

5.如权利要求3所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的碱性电解液为磷酸盐或铝酸盐电解液或其混合电解液，磷酸盐电解液中十二水磷酸钠为1-15g/L，铝酸盐电解液中铝酸钠为5-12g/L，电解液pH＝12-14。

6.如权利要求3所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的等离子电解氧化处理采用高压脉冲直流电源，其中，电源电压400-460V，脉冲频率100Hz-1kHz，占空比10％-20％，处理时间10-60min。

7.如权利要求3所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的固体润滑剂悬浊液由以下组分组成，4.5wt％-5wt％粘结剂、7.5wt％-8wt％固体润滑剂，余量为丙酮，其中，粘结剂为E44环氧树脂，固体润滑剂为纳米MoS₂、PTFE或石墨颗粒。

8.如权利要求3所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的自润滑涂层采用浸渍、涂覆或喷涂工艺制备。

9.如权利要求8所述的钛合金表面复合耐磨减摩涂层的制备方法，其特征在于，浸渍工艺是将试样水平浸入到固体润滑剂悬浊液中，静置3-15min，取出后，在下分别干燥2h和1h；

涂覆工艺是以3mm/s的速度将试样竖直浸入到固体润滑剂悬浊液中，然后以0.2-1mm/s的速度进行提拉涂覆，试样晾干后，旋转180°进行重复提拉，该过程重复3-5次，然后在分别干燥2h和1h；

喷涂工艺是采用自制气体喷枪将固体润滑剂悬浊液往复喷涂在试样表面，往复次数10-15次，喷枪压力为0.6-1MPa，晾干后，放入分别干燥2h和1h。