双相纳米颗粒增强型钛合金防护涂层及制备方法

摘要

一种双相纳米颗粒增强型钛合金防护涂层及制备方法，其特征是将纳米La2O3粉、WC粉和微米NiCoCrAlY粉按一定比例制备成双相纳米颗粒增强的金属基微纳米复合粉体，采用激光熔覆的方式将复合粉体熔覆在钛合金表面，对熔覆后的钛合金涂层进行磨削淬火，将磨削淬火后的钛合金及其涂层放入液氮中进行深冷处理，最后将深冷处理后的钛合金涂层进行两次低温回火。本发明的钛合金防护涂层具有高硬度、高强度、耐磨、耐热腐蚀和耐热震等优异的性能。

主权项

一种双相纳米颗粒增强型钛合金防护涂层的制备方法，其特征是它包括以下步骤：步骤1，钛合金表面的预处理，工序为：抛光—清洗—吹干，即用金相砂纸将钛合金表面氧化膜除掉，再经酒精清洗后冷风吹干，备用；步骤2，微纳米复合粉体的制备：首先将纳米La2O3粉体制备成纳米La2O3乙醇悬浮液，其次将纳米WC粉体加入纳米La2O3乙醇悬浮液中进行1h～1.5h的球磨混合，再后将微米NiCrCoAlY粉体加入经球磨混合的纳米La2O3粉体和纳米WC粉体乙醇悬浮液中进行2h～4h的球磨混合，使之成为均匀的浆料，最后对浆料进行真空干燥得到双相颗粒增强的金属基微纳米复合粉体；步骤3，激光熔覆：采用预置材料法或者同轴送粉法将步骤2）中所得的金属基微纳米复合粉体熔覆在步骤1）中处理好的钛合金表面，形成厚度不小于0.25毫米的激光熔覆层，其中激光功率为1000W～1500W，光斑直径为2mm～4mm，扫描速度为200mm/min～600mm/min； 步骤4，磨削：采用砂轮对激光熔覆后的钛合金表面的激光熔覆层进行干磨，其中磨削方式为顺磨，控制砂轮速度15m/s～25m/s；工件转速10m/s～25m/s；磨削深度：0.01mm～0.05mm；步骤5，深冷处理：将磨削淬火后的钛合金在30min内放入液氮中进行深冷处理，液氮的温度为‑140℃～‑196℃，降温速度0.5℃/min，保温5h～10h后，以1℃/min回升至室温； 步骤6，低温回火：将深冷处理后的钛合金防护涂层放入低温回火炉中，回火温度100℃～200℃，回火时间1h～3h后，以0.5℃/min冷却至室温，低温回火共进行两次；经上述步骤制备所得的双相纳米颗粒增强型钛合金防护涂层中各组分的质量百分比为：纳米La2O3粉体2%~6%，纳米WC粉体4%~6%，微米NiCrCoAlY粉体88%~92%，各组份之和为100%。