[发明专利]一种钛合金等离子体电解氧化复合涂层的制备方法

说明书

本发明涉及的技术领域，更具体地，涉及一种钛合金等离子体电解氧化复合涂层的制备方法，首先对钛合金进行预处理，除去钛合金表面的氧化物，并对钛合金进行清洗和干燥，避免影响后续钛合金与PEO涂层的粘结，通过对钛合金进行等离子体电解氧化处理，得到附有PEO涂层的钛合金，提高钛合金的表面性能，将钛合金放置于Al与F的摩尔比为1:3～1:4的混合溶液中并对混合溶液进行加热搅拌，利用生成的AlFsubgt;3/subgt;填充PEO涂层的微孔，再对附有填充有AlFsubgt;3/subgt;的PEO涂层的钛合金进行加热，使AlFsubgt;3/subgt;分解，得到钛合金等离子体电解氧化复合涂层，当钛合金置于海水环境时，减小了与溶液接触的表面积，提高了钛合金复合涂层的耐蚀性。

技术领域

本发明涉及合金材料表面处理的技术领域，更具体地，涉及一种钛合金等离子体电解氧化复合涂层的制备方法。

背景技术

近些年来，等离子体电解氧化(Plasma electrolytic oxidation，PEO)表面改性技术飞速发展，也成为了钛合金表面改性的重要手段。PEO是一种采用较高电压的特殊的阳极氧化，反应过程包括电化学、热化学、等离子化学等反应，同时伴随等离子放电现象，最后生成的涂层具有陶瓷性，与基体结合牢固。但由于涂层表面存在大量类似火山口状的微孔，增大了与溶液接触的表面积，容易引起腐蚀性离子在微孔中的富集，不利于涂层耐蚀性的进一步提高。同时，需要在一些苛刻环境服役时，PEO涂层的耐磨性能仍有不足。

国内外众多学者采用了多种二次处理技术，例如有机物封孔、溶胶-凝胶封孔和化学沉积等。有机物封孔主要是通过将油脂或合成树脂涂覆于微弧氧化膜层，使有机物在物理吸附作用下流动填充到孔洞中，将其封闭，以此降低PEO涂层的孔隙率，提高涂层的性能，但该方法主要利用物理吸附作用，有机物与金属之间的结合力较差。溶胶-凝胶封孔是把SiO₂或者TiO₂溶胶作为封孔剂，通过将其浸渍在试样表面，形成一层半凝固的透明凝胶膜，凝胶膜加热固化后进行封闭微孔，该方法绿色环保，但溶胶-凝胶颗粒难以进入PEO涂层中尺寸较小的微孔中对其进行封闭。目前而言，化学沉积操作简单，封孔效果好，具有较高的应用价值，但选择合适的化学沉积物极为重要。

中国专利CN109161890A公开了一种SiO₂微弧氧化复合涂层及其制备方法，首先在阀金属工件表面进行预处理，利用微弧氧化技术在阀金属工件表面制备一层多孔微弧氧化膜，再通过激光重熔技术把SiO₂颗粒熔融后填充在微弧氧化膜孔内，达到耐高温、抗氧化等性能，但是该方案中，SiO₂颗粒难以进入微弧氧化膜中尺寸较小的微孔中对其进行填充，复合涂层的致密性低，复合涂层耐蚀性较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钛合金等离子体电解氧化复合涂层的制备方法，利用等离子体电解氧化和沉积法，制备出高致密性的复合涂层，提高复合涂层的耐蚀性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种钛合金等离子体电解氧化复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1：对钛合金进行预处理：除去钛合金表面的氧化物，并对钛合金进行清洗和干燥；

S2：配置电解液，以钛合金为阳极，采用脉冲电源对预处理后的钛合金进行等离子体电解氧化处理，得到附有PEO涂层的钛合金；

S3：将附有PEO涂层的钛合金放置于混合溶液中，对混合溶液进行加热搅拌，生成的AlF₃沉积到PEO涂层表面以填充微孔，其中，混合溶液中Al与F的摩尔比为1:3～1:4；

S4：取出附有填充有AlF₃的PEO涂层的钛合金进行烘干；