[发明专利]一种高机械强度零件的材料

说明书

本发明公开了一种高机械强度零件的材料，其通过对钛合金钢板和铝合金涂层进行重新配比实验，经过大量实验证明，本发明的配比能够使得制备的金属材料的机械强度以及抗疲劳强度、抗冲击性能达到最佳状态，大大提高了其使用性能，为汽车、航空航天等零件的制造提供了材质需求，本发明通过设置横截面为V型的曲线槽，能够使得铝合金电沉积涂层更加牢固的与钛合金钢板结合融为一体，更加优越的提高了其抗冲击以及疲劳强度，此外，通过依次设置铝合金电沉积涂层和铝合金PVD气相物理沉积涂层，能够使得涂层结合起来效果更好，并在最后设置热解，能够更好的在铝合金沉积涂层表面形成氧化膜，增强了金属材料的综合性能。

技术领域

本发明属于机械材料制造技术领域，尤其是涉及一种高机械强度零件的材料，属于材料工程技术领域。

背景技术

在汽车、航空航天等技术领域，对金属材料的机械强度要求相当高，而且还需要使其具有很强的抗冲击性能和良好的抗腐蚀性能。随着新材料的不断涌现，钛合金逐渐受到人们的重视，但是，由于钛合金具有低密度、高强度和耐高温的优点, 钛合金已广泛地应用于航天航空领域。然而在高温下钛合金易受磨耗, 易于与大气中的氧气反应, 限制了钛合金的充分利用。为了使钛合金用于特殊用途, 钛合金的表面镀覆处理显得格外重要。

但是，目前的钛合金表面处理后强度虽然已经达到了较为可观的要求，但是，其抗疲劳强度仍然不能满足高性能、超高机械强度零件对金属材料的要求，因此，需要对钛合金进行深入实验研究，对其进行处理，使其具有更佳可靠的高机械强度和抗冲击以及耐腐蚀能力。

发明内容

本发明针对现有的技术问题，提供一种高机械强度零件的材料，可以很好的为汽车、航空航天等领域的高机械强度零件提供所需材料。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高机械强度零件的材料，其包括钛合金钢板和涂覆在钛合金钢板表面的铝合金涂层，其特征在于，所述铝合金涂层包括铝合金电沉积涂层和铝合金PVD气相物理沉积涂层，其中，所述铝合金电沉积涂层设置在所述铝合金PVD气相物理沉积涂层与所述钛合金钢板之间，其中，所述钛合金钢板的组成为：以质量百分比计：含有C：0.05-0.12%、Si：0.15-0.25%、Mn：0.8-1.2%、Al：2-3%、P：0.002-0.004%、S<0.005%、N：0.015-0.018%、Mo：5-6%、H：0.003-0.005%、Fe：0.1-0.2%，并且余量为Ti和不可避免的杂质，所述铝合金涂层的组成为：以质量百分比计：含有Si：5-6%、Mn：0.1-0.3%、Mg：5-8%、Fe：1.5-1.8%、其余为Al和不可避免的杂质，且在对钛合金钢板进行铝合金电沉积涂层之前，先在钛合金钢板的表面加工有横截面为V型的曲线槽。

进一步，作为优选，所述钛合金钢板是将海绵钛粉末、铝锰合金粉末和铝材粉末加入真空电弧炉中，在0.5-0.8Mpa、1800-2000℃下熔炼成钛合金锭，然后将钛合金锭加热镦拔、锻造成钛合金钢板，锻造压力为1200-1500KN，且在钛合金钢板的表面进行喷砂处理。

进一步，作为优选，在涂覆铝合金涂层之前，先对钛合金钢板进行退火和酸洗处理，其中，退火的条件为800-900℃，退火时间为8-9h。

进一步，作为优选，所述横截面为V型的曲线槽的深度为0.2-0.3mm。

进一步，作为优选，所述铝合金电沉积涂层的涂覆方法为：按照上述铝合金涂层的配比，制备粒径为8-15nm的纳米铝合金粉末颗粒，将纳米铝合金粉末颗粒与电沉积镀液混合均匀，然后，将钛合金钢板放入混合均匀的电沉积镀液，接通电源，进行纳米电沉积电镀，其中，在电镀时，阴极电流为50mAcm^-2，电镀液的PH为4.2，电镀液的温度为60℃，且在电沉积过程中，采用超声波搅拌机对电镀液进行搅拌，电镀时间为25-35min，超声波的发生频率为25-30Khz，功率为600-800W。