[发明专利]一种钛合金表面等离子弧熔覆耐磨耐蚀涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种钛合金表面等离子弧熔覆耐磨耐蚀涂层及其制备方法，通过采用镍基成分的粉末作为送粉材料，通过适宜的等离子弧工艺参数选择，配合所涉及的保护罩，气保护装置有效防止了熔覆过程中基体母材的氧化和氮化；方便在相对廉价的等离子弧设备上实现钛合金表面耐磨耐蚀强化，利用等离子弧功率大的优点获得更高的熔覆效率；熔敷后获得的熔敷层的硬度以镍基固溶体为主，里面分布有TiC、TiB₂及CrB等增强相，熔敷层的硬度可达1200Hv左右。

主权项

1.一种钛合金表面等离子弧熔覆耐磨耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：一)熔覆材料配制：将一定质量比例的Ni、Cr、Si、B、C、CaF₂、钛铁粉末混合均匀成混合粉末；然后对所述混合粉末进行真空干燥处理，所述混合粉末中各成分的质量百分比为：Cr5‑20％，Si0.5‑5％，B0.1‑5％，C0.2‑1.5％，CaF₂1‑10％，钛铁5‑10％，Ni50‑90％；二)等离子弧熔覆：将钛合金基材固定在等离子弧熔覆设备上，等离子弧以同轴送粉方式对钛合金基材进行熔覆；所述的钛合金基材熔覆前进行表面预处理去除钛合金基材熔覆表面的氧化膜；等离子弧熔覆的工艺参数为：工作电流：110‑120A，钨极直径为4‑6mm，用氩气作为保护气、离子气体和送粉气，离子气流量为4L/min，保护气流量为10L/min，送粉气流量为2.5L/min，送粉速率为10‑12g/min，熔覆速度为2mm/s，通过等离子弧的移动，在钛合金基材表面均匀熔覆得到熔覆层；所述熔覆得到的熔覆层中包括TiC、TiB₂及CrB增强相；所述钛合金基材为TC1、TC4或TC9，所述Ni、Cr、Si、B、C、CaF₂、钛铁组成的混合粉末的粒度为40‑80μm；所述等离子弧熔覆设备，包括等离子弧焊枪及金属基体固定座，所述的等离子焊枪上表面设置拖罩气保护舱，所述金属基体固定座固定有钛合金试件，钛合金试件下表面设置槽状气保护装置；所述拖罩气保护舱为顶面开口的不封底的箱体结构，拖罩气保护舱顶面开口与等离子焊枪嵌套配合，拖罩气保护舱两端分别设有保护气体进口与保护气体出口，所述槽状气保护装置为不封顶的箱体结构，槽状气保护装置两端分别设有保护气体进口与保护气体出口，所述等离子焊枪包括冷却水管、送粉管、离子气管、焊枪喷嘴、钨极。