[发明专利]一种耐腐蚀高强度钛合金紧固件

说明书

技术领域

本发明涉及紧固件领域，具体涉及一种耐腐蚀高强度钛合金紧固件。

背景技术

钛合金是包含钛与其他化学元素的混合物的金属。钛合金具有较高的强度重量比，具有耐腐蚀性，并甚至在高温下也表现出比其他材料更高的拉伸强度和韧性。出于这些原因，钛合金通常用于航空航天应用。例如但非限制，钛合金用来形式着陆装置组件、发动机组件、机械紧固件和其他合适的结构。当使用钛合金制备紧固件时，钛合金在达到高强度的同时，其高塑性却无法达到技术要求，而当钛合金达到高塑性时，其强度却只能达到中等水平、

钛合金作为紧固件材料需对其表面进行防护处理，一般情况下钛合金表面可以生成一层致密的氧化膜，起到防腐蚀的作用，但是在恶劣的环境中如非氧化酸性环境中，氧化膜发生破裂或者发生缝隙腐蚀的情况，钛合金的耐腐蚀性将大大降低。因此需要对钛合金采取一定的表面处理，以增强其耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀高强度钛合金紧固件，所述紧固件用钛合金材料在具有高强度的同时具有高塑性；在钛合金紧固件本体外依次设有锌镍合金防护层、铝涂料防护层进行双层防护，施工工艺简单，防护层之间结合力强，使钛合金紧固件具有优异的耐腐蚀性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种耐腐蚀高强度钛合金紧固件，包括钛合金紧固件本体、锌镍合金防护层、铝涂料防护层，所述钛合金紧固件本体外电镀有一层锌镍合金防护层，锌镍合金防护层上喷涂有一层铝涂料防护层；所述钛合金紧固件本体由含有以下重量百分比元素的钛合金经机械加工而成：钼6-10％、铬5-7％、铝0.5-1.5％、钒0.5-1.2％、锶0.1-0.3％、钐0.02-0.05％，余量为钛和不可避免的杂质，其中杂质的重量百分比为：铁≤0.8％、碳≤0.2％、氧≤0.15％、氮≤0.02％、氢≤0.02％。

优选地，所述锌镍合金防护层的厚度为5-7μm，铝涂料防护层的厚度为5-7μm，

优选地，所述钛合金紧固件本体由含有以下重量百分比元素的钛合金经机械加工而成：钼8％、铬5.5％、铝1.2％、钒0.8％、锶0.25％、钐0.04％，余量为钛和不可避免的杂质，其中杂质的重量百分比为：铁≤0.8％、碳≤0.2％、氧≤0.15％、氮≤0.02％、氢≤0.02％。

优选地，所述电镀锌镍合金防护层的工艺依次包括以下步骤：除油、流水清洗、无光腐蚀、流水清洗、电镀锌镍合金、流水清洗、钝化处理、空气中滞留、流水清洗3次、加热老化。

优选地，所述电镀锌镍合金时的电镀液的配方为：锌盐12g/L、镍盐10g/L，导电盐100g/L、络合剂80g/L、晶粒细化剂8mL/L。

优选地，所述喷涂铝涂料防护层的工艺包括以下步骤：将铝涂料喷涂料于锌镍合金防护层表面，在空气中干燥15-20min后，放入210℃的烘箱中固化40-60min。

优选地，所述铝涂料以总质量为100份计算，铝涂料的配方组成及质量份数如下：热固性酚醛树脂10分、有机硅树脂4份、铝粉浆12份、碳纤维2份、聚四氟乙烯2份、纳米二氧化钛0.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.5份、锌铬黄2份、BYK320 0.5份、余量为丁酮。

本发明的有益效果是：本发明中紧固件用钛合金材料具有优异的综合性能，在具有高强度的同时具有高塑形，该钛合金在经过常规热处理后的室温拉伸性能大于1280MPa，抗拉强度大于1330MPa，延伸率在12-15％之间。在钛合金紧固件本体外依次设有锌镍合金防护层、铝涂料防护层进行双层防护，锌镍合金防护层与钛合金紧固件表面之间、铝涂料防护层与锌镍合金防护层之间的结合力均十分优异，各保护层经-50～220℃骤冷骤热变化下结合力不发生变化；而且两层保护层的耐腐蚀性能均十分优异，使钛合金紧固件具有优异的耐腐蚀性。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：