一种一步制备TiAl系合金微弧氧化BN复合膜的方法

摘要

本发明提供了一种TiAl系合金表面一步、原位制备TiO₂+BN复合陶瓷膜的方法，其特征是在含BN微粒的复合电解液中对TiAl系合金进行微弧氧化，从而在其表面制备20～40 μm厚的微弧氧化BN复合陶瓷膜。微弧氧化电解液组成为：8～10g/L Na₂SiO₃、6～8g/L (NaPO₃)₆、3～5g/L Na₅P₃O₁₀、4～5g/L Na₂WO₄及1～5 g/L 六方BN微粒。采用本发明可以大幅提高TiAl系合金的850℃抗氧化性能及650℃耐磨性，同时保证耐高温涂层与基体之间良好的结合强度。

主权项

一种TiAl系合金表面一步、原位制备TiO₂+BN复合陶瓷膜的方法，其特征在于具体实施步骤为：1）选择平均粒径为2μm的六方BN微粒，将六方BN微粒粉体与粉体质量1%的NaOH混合，加入250mL去离子水搅拌10min后过滤出BN微粒，经去离子水清洗后，在120℃下烘1h，备用；2）采用去离子水配制微弧氧化电解液，电解液组成为：8～10 g/L Na₂SiO₃，6～8g/L (NaPO₃)₆，3～5 g/L Na₅P₃O₁₀，4～5 g/L Na₂WO₄，同时添加经步骤1）处理的六方BN微粒1～5 g/L；3）将TiAl系合金试样进行化学除油，工艺参数为：60～80g/L NaOH、 20～40g/L Na₃PO₄·12H₂O、20～40 g/L Na₂CO₃、5～10 g/L Na₂SiO₃、温度为60～70℃，时间2～5 min；零件除油后经温水彻底清洗，必须能保证连续水膜60秒以上，否则需再进行处理以达到上述效果；4）将经过步骤3）的试样进行酸洗，工艺参数为：3～5 vol.% HF，20～30 vol.% HNO₃，温度25～30 ℃，浸泡时间1～2 min；酸洗后试样经去离子水彻底清洗；5）复合微弧氧化，将经过步骤3）、4）处理的TiAl系合金试样作为阳极，不锈钢板作为阴极，采用直流脉冲微弧氧化电源对试样进行微弧氧化处理，设定工艺参数为：电流密度8～15 A/dm²，频率400 ～ 600 Hz，占空比45% ～ 55%，氧化时间为30～60 min；同时，微弧氧化过程中加入机械搅拌和循环水冷却，以提高BN微粒的分散性及控制槽液温度，搅拌速度为500～1000 r/min，槽温应不高于50℃；6）氧化完成后，将试样经去离子水冲洗、冷风吹干，即可在TiAl系合金表面获得TiO₂/BN复合陶瓷膜。