[发明专利]一种钛及钛合金表面自润滑耐磨复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种钛及钛合金表面自润滑耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，打磨钛及钛合金部件表面，将打磨后的钛及钛合金浸入含硝酸20～30g/L和氢氟酸10～15g/L的溶液中，表面氧化层腐蚀完全后，在乙醇中超声处理，水洗，干燥，得到预处理后的钛及钛合金；

步骤2，采用Nd:YAG脉冲激光打孔器在预处理后的钛及钛合金表面打圆孔，孔径为0.05～0.2mm，面积率为5％～25％，得到表面织构化的钛及钛合金；

步骤3，对表面织构化的钛及钛合金进行等离子电解氧化处理，以铝酸钠-磷酸钠体系或硅酸钠-磷酸钠体系为电解液，等离子电解氧化处理的参数为电流密度1～2A/dm²，电压450V～550V，占空比20％～25％，频率400～800Hz，反应时溶液温度低于5℃；

步骤4，按超高分子量聚乙烯与石墨烯的质量比为200:1～100:1，将超高分子量聚乙烯与石墨烯超声分散在十氢萘中，在150～160℃下搅拌溶解，其中，超高分子量聚乙烯的浓度为0.015～0.03g/mL；

步骤5，将等离子电解氧化处理后的钛及钛合金烘干，在90～100℃下浸入120～150℃的超高分子量聚乙烯和石墨烯的热溶液中，提拉成膜，提拉速率为1～5mm/s；

步骤6，将提拉处理后的钛及钛合金加热至100～120℃，保温18～24h，取出后自然冷却至室温，得到钛及钛合金表面自润滑耐磨复合涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的打磨采用砂纸、砂轮或抛光度方式打磨。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的浸入时间为2～3min，超声时间为10～15min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的孔径为0.1～0.15mm，面积率为15～20％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述的超声分散时间为1～2h，搅拌溶解时间为1～2h。

6.根据权利要求1至5任一所述的制备方法制得的钛及钛合金表面自润滑耐磨复合涂层，包括依次连接的钛及钛合金基底表面、氧化陶瓷涂层和掺杂石墨烯的超高分子量聚乙烯自润滑涂层，所述的钛及钛合金基底表面为采用Nd:YAG脉冲激光打孔器预处理的织构化表面，所述的氧化陶瓷涂层为采用等离子电解氧化处理生成的硬质氧化陶瓷涂层，所述的掺杂石墨烯的超高分子量聚乙烯自润滑涂层为超高分子量聚乙烯与石墨烯的质量比为200:1～100:1的、掺杂石墨烯的超高分子量聚乙烯涂层。