[发明专利]一种钛及钛合金微弧氧化涂层生产工艺

说明书

本发明公开了一种钛及钛合金微弧氧化涂层生产工艺，具体生产工艺步骤如下：步骤一：将钛及钛合金试件移至工作台上，利用砂纸在其表面进行打磨；步骤二：在清洗槽内加入碳酸钠搅拌混合后，将步骤一得到的打磨后钛及钛合金试件放入清洗槽内进行清洗去油污；步骤三：将步骤二清洗后的钛及钛合金试件放入超声波清洗机内并加入清水利用超声波进行快速清洗；步骤四：将步骤三中清洗后的钛及钛合金试件加入到干燥箱内干燥处理。该发明微弧氧化技术相对于传统的阳极氧化技术，在膜的厚度、硬度、耐磨性、致密度、耐腐蚀等性能上都有了很大的提高，且它对环境也更加友好，是替代该技术的优选方案。

技术领域

本发明属于涂层生产技术领域，具体涉及一种钛及钛合金微弧氧化涂层生产工艺。

背景技术

结合当今全球循环经济和低碳经济的发展需求，人们对材料的需求趋于实用、美观、经济、耐用，表面工程技术从各种技术中脱颖而出，受到了极大地关注。钛合金的磨损失效现象大都发生在零部件材料的表面，因此采用表面处理技术改善材料表面的耐磨性能，对提高其使用的安全可靠性，预防和减缓表面失效，延长使用寿命，具有十分重要的意义和发展前景，钛及钛合金板材硬度低、摩擦系数大、耐磨性差、高温易氧化等缺点，严重影响了钛合金的使用性能，限制了其在各个领域的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛及钛合金微弧氧化涂层生产工艺，以解决上述背景技术中提出的钛及钛合金板材硬度低、摩擦系数大、耐磨性差、高温易氧化等缺点，严重影响了钛合金的使用性能，限制了其在各个领域的应用范围的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钛及钛合金微弧氧化涂层生产工艺，具体生产工艺步骤如下：

步骤一：将钛及钛合金试件移至工作台上，利用砂纸在其表面进行打磨；

步骤二：在清洗槽内加入碳酸钠搅拌混合后，将步骤一得到的打磨后钛及钛合金试件放入清洗槽内进行清洗去油污；

步骤三：将步骤二清洗后的钛及钛合金试件放入超声波清洗机内并加入清水利用超声波进行快速清洗；

步骤四：将步骤三中清洗后的钛及钛合金试件加入到干燥箱内干燥处理；

步骤五：通过用专用的微弧氧化电源在步骤四干燥后的钛及钛合金试件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电形成陶瓷膜；

步骤六：将步骤五中微弧氧化后的钛及钛合金试件利用超声波清洗机二次清洗，并且利用干燥箱进行干燥处理；

步骤七：将步骤六得到的微弧氧化后的钛及钛合金试件进行性能检测。

进一步地，所述步骤二中通过电动搅拌器进行搅拌，并且溶液控制的温度为25-35℃。

进一步地，所述步骤七中采用涡流测厚仪、SEM、XRD、自动划痕仪、腐蚀试验等检测手段分别对氧化膜的厚度、表面形貌、微观组织、基体结合力及耐腐蚀性能进行定量测定。

进一步地，所述步骤五中钛及钛合金电解液包括氢氧化钾、硫酸钠和氟化钾。

进一步地，所述步骤五中微弧氧化工艺参数的优化对膜层质量的影响，主要包括微弧氧化时间、电流密度、频率和占空比等对膜层厚度、膜层微观形貌、相组成、结合力和耐腐蚀性能的影响规律。

进一步地，所述步骤五中钛及钛合金试件上施加电压U范围为100-350V。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）微弧氧化后的钛及钛合金试件大幅度地提高了材料的表面硬度，显微硬度在1000至2000HV，最高可达3000HV，可与硬质合金相媲美，大大超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度。

（2）微弧氧化后的钛及钛合金试件具有良好的耐磨损性能。