[发明专利]一种钛合金火炮身管抗烧蚀涂层的制备方法

说明书

本发明属于钛合金防护涂层领域，涉及一种钛合金火炮身管抗烧蚀涂层的制备方法。本发明采用热喷涂技术在钛合金火炮身管内壁面制备Ni基金属和TaC复合涂层，通过内孔感应重熔技术对复合涂层进行感应重熔处理，使涂层与钛合金基体的界面形成冶金结合，同时提升了涂层致密度和涂层硬度，1350℃烧蚀循环10次以上无剥落，显著提升了钛合金火炮身管使用寿命。

技术领域

本发明属于钛合金防护涂层领域，尤其涉及一种钛合金火炮身管抗烧蚀涂层的制备方法。

背景技术

钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性良好等优势，在航空航天、兵器、船舶领域具有广泛的应用前景。采用钛合金材料替代钢制火炮身管后，同尺寸替代可以获得40％以上的减重效能，应用前景巨大。火炮身管收到发射过程中的热烧蚀、化学烧蚀及机械磨损多重因素作用，而钛合金材料在高温下的抗氧化、耐烧蚀和抗冲刷性能不足。现有技术中采用热喷涂工艺在钛合金火炮身管内壁制备涂层受到内壁空间尺寸的影响，无法达到最佳的热喷涂工艺状态，所获得的涂层结合强度差、孔隙率高，造成火炮身管的使用寿命不足。迫切需要开发一种适用与钛合金火炮身管内壁防护的抗烧蚀涂层制备技术。

发明内容

本发明的目的是：提出一种钛合金火炮身管抗烧蚀涂层的制备方法，采用本工艺方法，可以对钛合金火炮身管内壁进行抗烧蚀防护，以达到延长钛合金炮管使用寿命的目的。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种钛合金火炮身管抗烧蚀涂层的制备方法，制备方法包含以下步骤：

步骤一、将钛合金火炮身管整体进行清洗和烘干处理；

步骤二、在炮管内壁面喷涂含镍基合金与碳化钽复合涂层，控制复合涂层厚度0.3～0.6mm；复合涂层碳化钽含量1～5％；

步骤三、对复合涂层区域进行预加热，基体温度控制在400～500℃，随后增大输出功率，对涂层表面进行感应重熔，重熔过程控制基体温度500～800℃，涂层与钛合金形成冶金结合，复合涂层致密度达到99.5％以上，复合涂层硬度不低于600HV；

步骤四、对重熔后的火炮身管进行气氛保护去应力退火，退火温度400℃；

步骤五、对复合涂层区进行机械加工，涂层表面光洁度不低于Ra0.8。

优选地，步骤一前还包括采用碱性清洗剂对火炮身管内壁面进行彻底清洗，去除油污杂质的操作。

优选地，火炮身管采用酸洗。

优选地，步骤二采用热喷涂工艺喷涂复合涂层。

优选地，热喷涂工艺优选爆炸喷涂和内孔等离子喷涂

优选地，步骤三利用内孔高频感应重熔技术进行感应重熔。所述内孔感应重熔技术参数为：电磁振荡频率选择400KHZ，感应线圈与基体间隙5～20mm，移动速度为1～50mm/秒。

优选地，步骤四中保护气氛为氩气，氩气流量为5～30sccm，退火时间为1～24h。

优选地，采用深孔磨加工的方法对复合涂层区进行机械加工。

优选地，所述镍基合金为NiCoCrAlY或NiCrAlY。

本发明的有益效果是：

本发明热喷涂自熔合金与感应重熔相结合的方法处理，克服了单纯采用热喷涂技术在钛合金炮管内壁面制备涂层，涂层结合度低、易剥落的难题，涂层与基体界面形成冶金结合，提升了了涂层致密度和硬度显著，改善了钛合金火炮身管的使用寿命；同时该工艺方法具有工艺过程简单，可操作强，成本低等优势。

具体实施方式