[发明专利]一种钛合金表面抗高温氧化涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种钛合金表面抗高温氧化涂层，其特征在于：包括过渡层和外层抗高温氧化层，所述过渡层为渗镍层，所述外层抗高温氧化层为具有抗高温氧化性的铱层，渗镍层包括基体钛合金上的渗镍层和在铱层中的渗镍层，镍在基体钛合金中的成分分布是由表及里浓度逐渐降低，在铱层中由内向外浓度成梯度递减分布。

2.一种如权利要求1所述的钛合金表面抗高温氧化涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，钛合金工件表面预处理

用砂纸打磨并抛光钛合金工件的表面，再分别用丙酮、无水乙醇、去离子水在超声波清洗仪器中对钛合金进行超声清洗并干燥；

第二步，制备渗镍过渡层

钛合金工件置于阴极托盘中央，纯度为99.9 %以上的镍作为源极放置于钛合金工件正上方，采用钼棒悬挂，镍与钛合金两者间距为18~20mm，构成工件-源极一体结构；采用一台高压直流电源作为电源，负极接在阴极托盘上，正极接在接地的真空容器上；通过抽真空系统将真空容器抽真空到极限真空度后，通过送气系统充入氩气使真空容器内气压升至工作气压40~45 Pa；直流电源系统施加电压-600~-700V于钛合金工件和源极上，产生空心阴极辉光放电，从而加热钛合金工件和源极；钛合金工件升温至900 ℃，保温0.5 h；被溅射出的镍离子、原子及粒子团迁移、吸附并扩散进入到钛合金工件表面内；保温结束后缓冷到25℃，获得以扩散层为主的镍渗镀层；

第三步，钛合金表面渗铱处理

将表面具有镍渗镀层的钛合金工件置于阴极托盘中央，上方悬有保温罩，纯铱作为源极放置在保温罩顶端，两者间距为15~20mm，构成工件-源极一体结构；采用高压直流电源作为直流电源系统，负极接在阴极托盘上，正极接在接地的真空容器上；通过抽真空系统将真空容器抽真空到极限真空度后，充入氩气使真空容器内气压升至30~70Pa；直流电源系统施加电压-700~-750V于表面具有镍渗镀层的钛合金和源极上，产生空心阴极辉光放电；工作温度850℃~950℃，保温1-3 h；被溅射出的铱离子、原子及粒子团迁移吸附并扩散进入到镍镀层内，形成镍铱合金渗镀层；保温结束后缓冷到25℃，最终获得表面具有抗高温氧化涂层的钛合金工件。