[发明专利]一种钛合金表面激光熔覆涂层的制备方法

说明书

一种钛合金表面激光熔覆涂层的制备方法，属于金属表面处理领域，包括制备铝钴包覆WS₂/MoS₂粉末，预涂层处理，激光熔覆；本发明在钛合金的表面制备出了含WS₂/MoS₂的激光熔覆涂层，该涂层硬度高、结合强度好、耐磨和性耐腐蚀性好；所得涂层的维氏硬度1229~1377HV，体积磨损量1.06~1.46×10^‑4mm³，涂层结合力367~389MPa，硫酸溶液中的腐蚀速率5.03~6.17×10^‑5g/m²•h，氢氧化钠溶液中的腐蚀速率1.26~2.09×10^‑5g/m²•h。

技术领域

本发明涉及一种钛合金表面激光熔覆涂层的制备方法，属于金属表面处理领域。

背景技术

钛合金是以钛元素为基础加入其他元素组成的合金，因具有质量轻以及耐高温等优点，可用于制作轻质高强零部件，但钛合金本身也存在固有缺陷。钛合金硬度低、耐磨性能较差。由于钛合金具有低的塑性剪切抗力和加工硬化性能，同时表面氧化膜 TiO₂易于剥落，对亚表层起不到很好的保护作用。此外钛合金的耐腐蚀性欠佳，在正常条件下，钛合金表面会生成一种十分稳定而连续的、结合牢固的氧化物钝化膜，但随着钛合金应用面的发展，应用环境的严苛条件使得钝化膜容易被腐蚀穿透。

激光熔覆是改善钛合金表面性能的先进改性技术，通过预置涂层或同步送粉的方式在钛合金基体表面加入熔覆材料，再利用高能密度的激光束加热，使熔覆材料和基材表面薄层迅速熔化，然后凝固形成具有特定性能的改性层。

中国专利CN105386040A公开了一种在钛合金表面制备WC/石墨复合涂层的方法，该专利制备得到WC/石墨复合涂层，一定程度上改善了钛合金表面的耐磨性能，但所得涂层的硬度和耐腐蚀性较差。

中国专利CN109023315A公开了一种钛合金表面高结合强度热障涂层的制备方法，是利用溶胶凝胶法与激光熔覆技术相结合制备高结合强度热障涂层，该专利制备的热障涂层与钛合金基体结合强度高，但硬度、耐磨性和耐腐蚀性比较差。

以上可以看出，目前激光熔覆制备的钛合金表面涂层仍存在硬度低、耐磨性不佳、耐腐蚀性差等问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种钛合金表面激光熔覆涂层的制备方法，实现以下发明目的：通过激光熔覆方法在钛合金表面制备出高硬度、高结合强度、高耐磨、耐腐蚀性好的涂层。

为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：

一种钛合金表面激光熔覆涂层的制备方法，包括制备铝钴包覆WS₂/MoS₂粉末，预涂层处理，激光熔覆。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

步骤1制备铝钴包覆WS₂/MoS₂粉末

控制搅拌速率3500~5000转/分，向铝钴混合液中缓慢加入WS₂粉末和MoS₂粉末，搅拌至均一稳定悬浮液状态后加热至70~90℃，搅拌速率降至600~850转/分，滴加氨水调节溶液pH=8.5~9.5，反应3~5小时后过滤得到黑色粉末，用去离子水洗涤3次，烘干得到铝钴包覆WS₂/MoS₂粉末；

所述铝钴混合液，以重量份计包括硫酸钴8~13份、硫酸铝13~24份、硼酸3~8份、柠檬酸钠2~6份、酒石酸钾钠1~5份、次亚磷酸钠2~5份、去离子水60~72份；

所述WS₂粉末与硫酸铝的质量比为4~5:5；