[发明专利]钛合金表面的纳米碳化钛增强的钛基复合涂层的制备方法

权利要求书

1.一种钛合金表面的纳米碳化钛增强的钛基复合涂层的制备方法，其特征在于：以钛粉、石墨和蔗糖为原料，原料粉末质量百分比如下：钛粉：65％～85％，石墨：0～20％，蔗糖15％～35％；钛粉粒径为1～20μm，石墨粒径为2～5μm；采用雾化造粒/前驱体碳化复合工艺制备钛-碳复合粉末；采用等离子喷涂工艺在钛合金表面沉积复合涂层；涂层结构为纳米碳化钛弥散分布于钛基固溶体中；涂层内部碳化钛尺寸为120～600nm；涂层显微硬度在1000HV_0.2以上；

钛基复合涂层的制备方法包含以下步骤：

1)将钛粉、石墨和蔗糖按比例混合，在行星球磨机中湿磨，球磨介质为无水乙醇，球料比为10:1，球磨时间为0.5-1.5小时；

2)向球磨后的浆料中加入去离子水调节其固含量为50～60％，按每千克浆料5ml加入水性分散剂A15溶液，按每千克原料粉末40～50g加入粘结剂10％PVA溶液，按每千克浆料0.5～1g加入消泡剂正丁醇，并采用机械搅拌器，搅拌1～2小时，获得均匀悬浊浆料；水性分散剂A15为含颜料亲和基团的聚合物溶液，成分为固含量：40％，丙二醇含量：20％，水含量：40％；

3)将悬浊浆料通过蠕动泵输送进入离心雾化造粒机进行造粒，造粒过程参数为进气口温度180～220℃，出气口温度90～100℃，雾化盘转速9000～11000rpm；

4)将造粒粉末在流动氩气保护的热处理炉中碳化处理，装料质量为1～2g/cm³，保温时间为200℃保温1～2小时，350℃保温0.5～1小时；

5)将碳化粉末机械筛分，得到粒径为20～90μm的复合粉末；

6)将TA7、TB5、TC1、TC2、TC3、TC4钛合金板表面采用三氧化二铝颗粒喷砂，作为待喷涂基板；

7)采用等离子喷涂设备喷涂复合粉末，在待喷涂基板上沉积纳米碳化钛增强的钛基复合涂层；等离子喷涂过程工艺参数为：喷涂功率35～45kW，喷涂电流450A～600A，氩气流量30～40NLPM，氢气流量10～12NLPM，送粉流量4NLPM。

2.根据权利要求1所述钛合金表面的纳米碳化钛增强的钛基复合涂层的制备方法，其特征在于：涂层内部碳化钛由复合粉末中的原料钛粉和石墨以及蔗糖碳化形成的碳在喷涂过程中反应生成。