[发明专利]一种氩弧熔敷石墨烯增强钛基复合涂层的制备方法

摘要

本发明公开了属于材料表面热处理技术领域的一种氩弧熔敷石墨烯增强钛基复合涂层的制备方法，首先制备混合粉末，将混合粉末预涂敷于钛合金表面，利用非熔化极氩弧热源对混合粉末与钛合金基体进行熔敷处理，在电弧热的作用下，混合粉末与钛合金基体表面迅速熔化，形成熔池，调整氩弧工艺参数，使石墨烯与钛粉在钛合金基体中原位反应合成的碳化钛颗粒增强钛基复合涂层，复合涂层与基体呈冶金结合，增强相颗粒为微纳米级且分布均匀。与常规激光熔敷、等离子熔敷、电火花冲击等强化处理钛合金表面的技术相比，氩弧熔敷石墨烯具有工艺简单，设备价格低，操作简化（手工操作或半机械化操作），生产成本降低等特点，可实现钛合金的表面强化或表面修复。

主权项

1.一种氩弧熔敷石墨烯增强钛基复合涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：1）配制混合粉末，具体为：将纯度大于99.0%，平均粒度为20μm的Ti粉与纯度大于95.0%，平均直径为20μm的石墨烯混合；钛粉与石墨烯按照质量百分比混合，其中石墨烯所占质量百分比为1%~5%；将石墨烯粉末与浓度为40%聚乙二醇水溶液混合后超声分散30~40min，然后在磁力搅拌器搅拌下加入钛粉，得到混合浆料；将获得的混合浆料放置于球磨罐中，加入氧化锆磨球，利用行星式球磨机在200～300r/min下球磨1～3h后，将球磨后浆料放置于真空干燥箱中100～120℃的烘干10～12h，得到干燥的粉末；其中，磨球与混合粉末的质量比为8～10:1；2）氩弧熔覆工艺，熔敷的具体工艺是首先将混合粉末利用树脂黏合剂涂敷至钛合金表面，涂敷厚度1~1.5mm，自然干燥24h后，放置恒温干燥箱中120℃~150℃干燥2~4h；利用氩弧焊机的电弧热将涂敷于钛合金表面的混合粉末熔化形成复合涂层，熔敷的具体工艺参数为：熔敷电流：90~120A，熔敷速度：120mm/min，熔敷电压：22~24V；氩气流量：9~12L/min; 在熔敷过程中，钛合金基体与混合粉末始终处于纯度99.99%的氩气保护之中；所述钛合金为α+β型钛合金, 其牌号为TC2、TC3或TC4。