一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法技术

一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，包括以下步骤：(1)对零件待修复部位进行打磨；(2)对零件待修复部位进行清洗；(3)将修复材料切割圆棒状电极，将其端面加工成圆锥、圆台或球冠状；(4)将待修复零件与微弧火花沉积设备的负极相连，电极材料与微弧火花沉积设备正极相连，将电极有圆锥、圆台或球冠状端面安装为加工端；(5)使用设定的微弧火花沉积参数进行修复，并使用保护气体进行局部气氛保护；(6)对零件修复后部位涂层进行打磨，然后抛光，使其尺寸满足使用要求，最后将零件清洗干净。本发明专利技术可完美修复钛合金零件的破损部位，修复后的零件满足技术要求，延长了零件的使用寿命，修复成本较低，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法
本专利技术涉及一种零件修复的方法，具体涉及一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法。
技术介绍
钛金属具有比强度高、耐蚀性优异、生物相容性好等优点，在航空航天、武器装备以及民用工业领域有着广泛的应用。随着钛金属的大量应用，出现了大批的钛合金部件由于破坏而急需修复，机械产品的破坏往往自表面开始，诸如磨损、腐蚀、高温氧化等，而表面的局部损坏又往往造成整个零件失效，最终导致设备停产。目前，金属表面修复技术主要有电刷镀、激光熔覆、热喷涂等方法，但这几种修复技术都存在不足，如电刷镀的涂层较薄，与基体的结合力差；激光熔覆的熔覆层虽然与基体的结合性能好，但设备成本高，熔覆层表面光洁度差；热喷涂的涂层结合力小，抗磨粒磨损和冲蚀磨损性能差。微弧火花沉积是一种工艺简单且经济有效的表面技术。它是利用快速的高能量脉冲放电，瞬间使阳极(电极)熔化、随后涂覆到阴极(基体)表面凝固，形成具有特定性能涂层的表面技术。该工艺具有热输入量小、设备简单、沉积层结合强度高以及可对零件表面施行局部强化等诸多优点。
技术实现思路
为了克服现有金属表面修复方法无法适用于钛合金部件修复的不足，本专利技术提出一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，采用微弧火花沉积的方式修复钛合金零件表面出现的机械磨损和划伤等缺陷。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，基体为需要修复的钛合金零件，电极材料与零件待修复部位材料一致，所述修复方法包括以下步骤：(1)对零件待修复部位进行打磨，去除零件待修复部位的氧化膜；(2)对零件待修复部位进行清洗，去除污渍；(3)将修复材料材料尺寸切割为Φ0.5-6mm的圆棒状电极，并且将其端面加工成圆锥、圆台或球冠状；(4)将零件与微弧火花沉积设备负极相连，电极材料与正极相连，并且将电极有圆锥、圆台或球冠状端安装为加工端；(5)使用设定的微弧火花沉积参数进行修复，并在修复过程中使用保护气体进行局部保护；(6)对零件修复后部位涂层进行打磨，然后抛光，使其尺寸满足使用要求，最后将零件清洗干净。进一步，所述的步骤(1)中，待修复部位打磨方法为使用120#～2000#的砂纸、砂带或打磨头进行打磨。所述的步骤(6)中，所述的修复后部位打磨方法为依次用240#～2000#的砂纸、砂带或打磨头进行打磨，所述的修复后部位抛光方法优选为使用氧化铝悬浊液、金刚石研磨膏/剂进行抛光。再进一步，所述步骤(2)中，所述的去除污渍的方法为使用无水乙醇或丙酮清洗。更进一步，所述步骤(3)中，所述圆锥的锥度为1:0.1～1:5，圆台的锥度为1:0.1～1:5，球冠状的弧度为所述步骤(5)中，所述保护气体为氩气、氮气、氦气、氢气、二氧化碳气体中的一种或者几种的混合物，修复层厚度大于零件使用要求所需要的厚度。所述步骤(5)中，所述微弧火花沉积参数为：输出功率50～6000W，电压为15-120V，放电脉冲宽度为3-1500μs。所述步骤(5)中，保护气体保护方式为局部气氛保护，并在修复加工过程中保持放电加工区域内氧气浓度低于1％。本专利技术的有益效果主要表现在：本专利技术在已损坏的钛合金零件上形成了不会脱落的、冶金结合状态的修复涂层，开辟了钛合金修复的新途径。本专利技术可以通过调整电气参数及沉积时间等参数获得不同性能要求的涂层；另外，本专利技术还可以在钛合金零件上制备与原始材料不一致的涂层，以满足特殊的使用要求，对改善钛合金零部件的使用寿命具有很高的实用价值。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步和说明，并非限制本专利技术所涉及的范围。一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，基体为需要修复的钛合金零件，电极材料与零件待修复部位材料一致，所述修复方法包括以下步骤：(1)对零件待修复部位进行打磨，去除零件待修复部位的氧化膜；(2)对零件待修复部位进行清洗，去除污渍；(3)将修复材料材料尺寸切割为Φ0.5-6mm的圆棒状电极，并且将其端面加工成圆锥、圆台或球冠状；(4)将零件与微弧火花沉积设备负极相连，电极材料与正极相连，并且将电极有圆锥、圆台或球冠状端安装为加工端；(5)使用设定的微弧火花沉积参数进行修复，并在修复过程中使用保护气体；(6)对零件修复后部位涂层进行打磨，然后抛光，使其尺寸满足使用要求，最后将零件清洗干净。进一步，所述的步骤(1)中，待修复部位打磨方法为使用120#～2000#的砂纸、砂带或打磨头等进行打磨。所述的步骤(6)中，所述的修复后部位打磨方法为依次用240#～2000#的砂纸、砂带或打磨头等进行打磨，所述的修复后部位抛光方法优选为使用氧化铝悬浊液、金刚石研磨膏/剂进行抛光。再进一步，所述步骤(2)中，所述的去除污渍的方法为使用无水乙醇或丙酮清洗。更进一步，所述步骤(3)中，所述圆锥的锥度为1:0.1～1:5，圆台的锥度为1:0.1～1:5，球冠状的弧度为所述步骤(5)中，所述保护气体为氩气、氮气、氦气、氢气、二氧化碳气体中的一种或者几种的混合物，修复层厚度应大于零件使用要求所需要的厚度。所述步骤(5)中，所述微弧火花沉积参数为：输出功率50～6000W，电压为15-120V，放电脉冲宽度为3-1500μs。所述步骤(5)中，保护气体保护方式为局部气氛保护，并在修复加工过程中保持放电加工区域内氧气浓度低于1％。本实施例对TC4钛合金零件进行修复，该TC4钛合金零件尺寸为200mm×150mm×150mm，受损部分尺寸为20mm×12mm×12mm，修复方法包括以下步骤：(1)对零件待修复部位依次用240#～1000#的砂纸逐级打磨，去除零件待修复部位的氧化膜；(2)对零件待修复部位使用无水乙醇或丙酮进行清洗，去除污渍；(3)将电极材料尺寸切割为Φ3mm，并且将其一端加工成圆锥，锥度约为1:1；(4)将零件与微弧火花沉积设备的脉冲电源正极相连，电极材料与负极相连，并且将电极有圆锥端安装为加工端；(5)开启脉冲电源，沉积的具体工艺参数为：输出功率500W，放电电压为30V，放电脉冲宽度为20μs，电极的移动速度保持匀速，保护气体使用氩气，密闭装置内氧气浓度控制在0.04％-0.08％之间。涂层尺寸能完整填充受损部位后停止制造。(6)对零件修复后部位涂层依次用240#～2000#的砂纸逐级打磨，然后使用氧化铝悬浊液抛光，使其尺寸满足使用要求。最后将零件清洗干净。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，其特征在于：基体为需要修复的钛合金零件，修复材料与零件待修复部位材料一致或类似，所述修复方法包括以下步骤：(1)对零件待修复部位进行打磨，去除零件待修复部位的氧化膜；(2)对零件待修复部位进行清洗，去除污渍；(3)将修复材料尺寸切割为Φ0.5‑6mm的圆棒状电极，并且将其端面加工成圆锥、圆台或球冠状；(4)将零件与微弧火花沉积设备的负极相连，电极材料与正极相连，并且将电极有圆锥、圆台或球冠状端安装为加工端；(5)使用设定的微弧火花沉积参数进行修复，并在修复过程中使用保护气体进行气氛保护；(6)对零件修复后的部位进行打磨，然后抛光，使其尺寸满足使用要求，最后将零件清洗干净。

【技术特征摘要】
1.一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，其特征在于：基体为需要修复的钛合金零件，修复材料与零件待修复部位材料一致或类似，所述修复方法包括以下步骤：(1)对零件待修复部位进行打磨，去除零件待修复部位的氧化膜；(2)对零件待修复部位进行清洗，去除污渍；(3)将修复材料尺寸切割为Φ0.5-6mm的圆棒状电极，并且将其端面加工成圆锥、圆台或球冠状；(4)将零件与微弧火花沉积设备的负极相连，电极材料与正极相连，并且将电极有圆锥、圆台或球冠状端安装为加工端；(5)使用设定的微弧火花沉积参数进行修复，并在修复过程中使用保护气体进行气氛保护；(6)对零件修复后的部位进行打磨，然后抛光，使其尺寸满足使用要求，最后将零件清洗干净。2.如权利要求1所述的一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，待修复部位打磨方法为使用用120#～2000#的砂纸、砂带或打磨头进行打磨。3.如权利要求1或2所述的一种基于微弧火花沉积技术的钛合金零件修复方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，所述的修复后部位打磨方法为依次用240#～2000#的砂纸、砂带或打磨头进行打磨，所述的修复后部...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维夫，韩超，张步康，阮文豪，丁晨，谢剑舟，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33