[发明专利]航空用螺栓表面耐磨防锁死Ni-AgPd复合涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种航空用螺栓表面耐磨防锁死Ni‑AgPd复合涂层的制备方法，该方法为：一、对螺栓进行抛光和清洗；二、对螺栓进行喷砂处理；三、将螺栓放入真空腔室内，再将Ni靶和AgPd靶分别安装在电弧离子镀的阴极靶位，启动阴极Ni靶电弧轰击螺栓，溅射清洗除去螺纹表面的钝化层；四、启动阴极Ni靶沉积Ni过渡层；五、开启AgPd靶电弧轰击螺栓沉积AgPd涂层，最后在螺栓的螺纹表面得到Ni‑AgPd复合涂层。本发明利用电弧离子镀技术在航空用不锈钢/钛合金螺栓表面制备出均匀致密并兼具良好减摩作用的Ni‑AgPd复合涂层，通过调节真空度、电弧电流大小以及镀膜时间保证AgPd涂层中Pd的含量稳定在18％～23％从而使Ni‑AgPd涂层的防锁死性能达到最优。

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，具体涉及一种航空用螺栓表面耐磨防锁死Ni-AgPd复合涂层的制备方法。

背景技术

随着航天技术的飞速发展，大量新型飞机被不断被开发出来，同时飞机所用的紧固件也迎来了发展的新纪元。其中以螺纹连接的应用最为广泛。在飞机的发动机以及大组件装配部件上，螺栓以及螺母以各种尺寸与形状遍布于任何部位。在一架普通的客机上约有40多万件螺栓紧固件。在飞机的日常维修与保养过程中，可拆卸的螺栓以及螺钉需要被反复安装，在多次的拆卸与装配的过程中，不锈钢/钛合金螺纹连接很容易发生锁死现象。相关研究表明这种情况发生的原因主要是由于不锈钢/钛合金金属在使用过程中为了防止表面遭受侵蚀而在其表面产生一层金属的氧化层，正是由于这层防锈蚀的氧化层造成了螺纹锁死的现象极易发生。当螺纹被反复拆卸和锁紧时，螺纹牙间产生的摩擦力与压力会破坏掉其表面的氧化层，掉落的氧化层碎屑无法正常排出从而在相互作用力的条件下使得螺纹与工件之间发生黏着，如果这种现象不能得到及时的处理就会使螺纹完全被锁死，无法拆卸。

通常人们针对这种情况采取在螺纹中添加润滑剂，如黄油，二硫化钼，云母，石墨或滑石粉做润滑以减小螺纹与工件之间的摩擦力达到防止螺纹锁死的目的，部分企业采取浸蜡处理来做润滑防锁死。但飞机上的机械部件工作环境较为严格，大部分涉及到高温高压、超高真空以及射线辐射。故不适合采用润滑剂进行处理。而采用软金属或层状物质等固体润滑剂成为了首选。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种航空用螺栓表面耐磨防锁死Ni-AgPd复合涂层的制备方法。该制备方法利用电弧离子镀技术在航空用不锈钢/钛合金螺栓表面制备出均匀致密并兼具良好减摩作用的Ni-AgPd复合涂层。通过调节真空度、电弧电流大小以及镀膜时间保证AgPd涂层中Pd的含量稳定在20％左右从而使Ni-AgPd涂层的防锁死性能达到最优，制备得到一种航空用不锈钢/钛合金螺栓表面耐磨防锁死涂层。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种航空用螺栓表面耐磨防锁死Ni-AgPd复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、螺栓抛光及清洗：采用振动抛光机对螺栓进行振动抛光，然后依次采用工业除油剂、无水乙醇和去离子水进行超声清洗，每次清洗的时间均为5min～10min，超声清洗过程中控制温度为15℃～40℃；

步骤二、螺纹喷砂：对步骤一中超声清洗后烘干的螺栓进行喷砂处理；

步骤三、螺栓表面溅射清洗：将螺栓放入多弧离子镀膜设备的真空腔室，再将Ni靶和AgPd靶分别安装在多弧离子镀膜设备的阴极靶位，然后抽真空使真空腔室内的压强至0.03Pa～0.1Pa，控制真空腔室内的温度为150℃～250℃，螺栓加负偏压为-400～-1000V，并启动阴极Ni靶电弧轰击螺栓的螺纹表面5min～10min，弧电流为50A～100A，除去螺纹表面的钝化层；所述AgPd靶由质量百分含量为84％的Ag和质量百分含量为16％的Pd组成；