本發(fā)明涉及一種提高TC4鈦合金抗高溫氧化性能的方法。

背景技術：

電弧離子鍍技術是一種廣泛應用的表面防護涂層技術，具有沉積速率快，膜層與基體結(jié)合性能好，涂層的致密性高等突出優(yōu)點，可以制備多種涂層，如具有優(yōu)良耐磨性能的高硬度氮化鈦涂層，具有良好耐大氣腐蝕的鋁涂層等，在工業(yè)上應用廣泛。微弧氧化技術是一種直接在鋁、鎂、鈦等有色金屬表面原位生長陶瓷膜的表面處理新技術,處理過程簡單,工藝環(huán)保,處理后膜層性能優(yōu)越等優(yōu)點。

TC4鈦合金具有優(yōu)良的耐蝕性、小的密度、高的比強度及較好的韌性和焊接性等一系列優(yōu)點，在航空航天、石油化工、造船、汽車，醫(yī)藥等部門都得到了廣泛應用，但是TC4鈦合金抗氧化性能較弱，一般只能應用在500^oC以下的環(huán)境中，長期工作環(huán)境溫度通常小于400^oC。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種顯著提高TC4鈦合金抗高溫氧化的方法，可使TC4鈦合金抗氧化溫度由500^oC提高到800^oC。

本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，在TC4合金表面先采用電弧離子鍍技術和純度大于99.9wt.%的鋁靶材，在其表面沉積2-3微米后的鋁涂層，電弧離子鍍鋁涂層的主要工藝參數(shù)為：氬氣流量：200mL/min，靶材直接：100mm，電弧電流100A，基體偏壓-200V，沉積時間2-3min。

然后室溫下將表面帶有鋁涂層的TC4合金作為陽極，放置在100g/L的硅酸鈉溶液中，使用頻率為1200Hz，占空比為60%的方波脈沖微弧氧化電源處理20分鐘，方波脈沖電流密度為15A/dm²，微弧氧化時304不銹鋼作為陰極，其表面積為TC4合金的2-3倍。

本發(fā)明的技術效果是：本發(fā)明在TC4鈦合金表面生產(chǎn)以氧化鋁和氧化硅為主的氧化膜，且與基體TC4鈦合金結(jié)合性能高，使TC4鈦合金空氣中抗氧化溫度由500^oC提高到800^oC。本發(fā)明顯著提高了TC4鈦合金的抗高溫氧化性能，且方簡單，可以廣泛應用。

附圖說明

圖1 TC4鈦合金在500^oC空氣中氧化100h后的宏觀形貌圖。

圖2 TC4鈦合金經(jīng)本發(fā)明處理后在500^oC空氣中氧化100h后的宏觀形貌圖。

圖3 TC4鈦合金在800^oC空氣中氧化100h后的宏觀形貌圖。

圖4 TC4鈦合金經(jīng)本發(fā)明處理后在800^oC空氣中氧化100h后的宏觀形貌圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做詳細闡述：

實施例1

在TC4合金表面先采用電弧離子鍍技術和純度大于99.9wt.%的鋁靶材，在其表面沉積2.1微米厚的鋁涂層。TC4試樣尺寸為20mm×30mm×2mm,電弧離子鍍之前經(jīng)過1200#砂紙粗磨，除去表面的氧化皮，用乙醇在超聲波清洗器中清洗3min，然后用電吹風吹干備用。電弧離子鍍鋁涂層的主要工藝參數(shù)為：氬氣流量：200mL/min，靶材直徑：100mm，電弧電流100A，基體偏壓-200V，沉積時間2min。

然后室溫下將表面帶有鋁涂層的TC4合金作為陽極，放置在100g/L的硅酸鈉溶液中，使用頻率為1200Hz，占空比為60%的方波脈沖微弧氧化電源處理20分鐘，方波脈沖電流密度為15A/dm²，微弧氧化時304不銹鋼作為陰極，其表面積為TC4合金的2-3倍。

實施例2

在TC4合金表面先采用電弧離子鍍技術和純度大于99.9wt.%的鋁靶材，在其表面沉積2.4微米厚的鋁涂層。TC4試樣尺寸為20mm×30mm×2mm,電弧離子鍍之前經(jīng)過1200#砂紙粗磨，除去表面的氧化皮，用乙醇在超聲波清洗器中清洗3min，然后用電吹風吹干備用。電弧離子鍍鋁涂層的主要工藝參數(shù)為：氬氣流量：200mL/min，靶材直徑：100mm，電弧電流100A，基體偏壓-200V，沉積時間2.5min。

然后室溫下將表面帶有鋁涂層的TC4合金作為陽極，放置在100g/L的硅酸鈉溶液中，使用頻率為1200Hz，占空比為60%的方波脈沖微弧氧化電源處理20分鐘，方波脈沖電流密度為15A/dm²，微弧氧化時304不銹鋼作為陰極，其表面積為TC4合金的2-3倍。

實施例3

在TC4合金表面先采用電弧離子鍍技術和純度大于99.9wt.%的鋁靶材，在其表面沉積2.9微米厚的鋁涂層。TC4試樣尺寸為20mm×30mm×2mm,電弧離子鍍之前經(jīng)過1200#砂紙粗磨，除去表面的氧化皮，用乙醇在超聲波清洗器中清洗3min，然后用電吹風吹干備用。電弧離子鍍鋁涂層的主要工藝參數(shù)為：氬氣流量：200mL/min，靶材直徑：100mm，電弧電流100A，基體偏壓-200V，沉積時間3min。

然后室溫下將表面帶有鋁涂層的TC4合金作為陽極，放置在100g/L的硅酸鈉溶液中，使用頻率為1200Hz，占空比為60%的方波脈沖微弧氧化電源處理20分鐘，方波脈沖電流密度為15A/dm²，微弧氧化時304不銹鋼作為陰極，其表面積為TC4合金的2-3倍。