[发明专利]一种轻金属表面冷喷涂涂层的封孔改性方法

权利要求书

1.一种2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层的封孔改性处理方法，包括如下步骤：

(1)试样前处理：将2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层试样表面酒精清洗并干燥；

(2)装入双辉渗镀炉中：放置纯钛渗源、2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层工件，调整好极间距为40mm；

(3)抽真空：关闭进气孔，打开真空泵，将炉内气压抽到10^-1Pa以下，然后通入氩气至40Pa的工作气压；

(4)等离子清洗试样：打开冷却水，启动电源，先将2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层工件电源打开，施加500V电压，利用辉光放电所产生的等离子束对2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层工件进行30min轰击，一方面对试样进行进一步清洗，另一方面活化表面以便于活性原子的吸附；

(5)渗镀：预轰击后，对双辉渗镀炉的源极施加电压600V，至纯钛靶材微熔再调整至350～400V保持；随后将2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层工件电压加到700V，使试样的温度达350℃，然后调整至600～650V以保持温度；

(6)降温：保温3.5h后，切断纯钛靶材源极电源，将2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层工件极电压调低至200V，使2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层工件极处于微弱辉光放电，逐步降温；

(7)出炉：试样温度降至200℃以下后，切断2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层工件极电源，关闭Ar气阀，切断真空泵电源和冷却水；打开放气阀充入空气，工作室压力恢复到空气压后打开炉罩并取出试样；

经上述双辉技术封孔改性处理后，2024铝合金表面冷喷涂纯钛涂层孔隙率由8.43％降至0.98％，纯钛涂层与2024铝合金间形成了2μm的扩散层，纯钛涂层与2024铝合金基体间结合力由43.5N提升至77.9N。

2.一种2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层的封孔改性处理的方法，包括如下步骤：

(1)试样前处理：将2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层试样表面酒精清洗并干燥；

(2)装入双辉渗镀炉中：放置纯铜靶材渗源、2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层工件，调整好极间距至30mm；

(3)抽真空：关闭进气孔，打开真空泵，将炉内气压抽到10^-1Pa以下，然后通入氩气至30Pa的工作气压；

(4)等离子清洗试样：打开冷却水，启动电源，先将2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层工件电源打开，施加400V电压，利用辉光放电所产生的等离子束对2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层工件进行30min轰击，一方面对试样进行进一步清洗，另一方面活化表面以便于活性原子的吸附；

(5)渗镀：预轰击后，将施加纯铜靶材源极电压650V，至靶材微熔再调整至400～450V保持；随后将2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层工件电压加到700V，使试样的温度达400℃，然后调整至550～650V以保持温度；

(6)降温：保温7h后，切断源极电源，将2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层工件极电压调低至250V，使工件极处于微弱辉光放电，逐步降温；

(7)出炉：试样温度降至200℃以下后，切断2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层工件极电源，关闭Ar气阀，切断真空泵电源和冷却水；打开放气阀充入空气，工作室压力恢复到空气压后打开炉罩并取出试样；

2024铝合金表面冷喷涂纯铜涂层的封孔改性处理后孔隙率由6.71％降至0.53％，纯铜涂层与2024铝合金间形成了3μm的扩散层，纯铜涂层与2024铝合金基体间结合力由31.3N提升至65.1N。