一种在钛合金表面制备陶瓷涂层的方法技术

本发明专利技术公开了一种在钛合金表面制备陶瓷涂层的方法，包括电解液配制、涂层制备、涂层后处理步骤，具体包括：取硅酸钠，加入固液体积比50~100倍的蒸馏水，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.3~0.8倍的磷酸二氢钠，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.1~0.8倍的石墨，搅拌均匀得到电解液；将电解液倒入电解槽中，待涂层钛合金材料置于电解液中微弧氧化得到目标物；将目标物进行热处理。本发明专利技术针对钛合金耐腐蚀性能的不足，在其表面制备一层陶瓷涂层，大大提高了钛合金零件在酸性溶液环境下的耐腐蚀性能，弥补了钛合金在酸性环境下性能的不足，提高了钛合金材料在酸性环境下的使用时间，延长了零件的使用寿命，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工
，具体涉及一种在钛合金表面之别陶瓷涂层的方法。
技术介绍
钛合金因具有强度高、密度小、弹性模量低、生物相容性好等特点被广泛用于航空航天、船舶、石油化工、生物医学等领域。虽然钛合金材料在上述各领域得到很好的运用，但在一些特殊工作环境下，钛合金材料表现出性能的不足，使得其使用空间也受到一定的局限性。如由钛合金材料制备的球阀、管道、管壁、容器等，即使钛合金材料对酸性溶液有较好的抵抗效果，但长时间处于酸性溶液环境下，钛合金材料也会被溶液慢慢腐蚀，所以，对于一些特殊部位的钛合金材料应具备更强的耐腐蚀性能，故提高钛合金材料的耐腐蚀尤为重要，不仅提高了工作效率，延长了使用时间，同时很大程度降低了成本。所以针对钛合金材料在酸性溶液环境下，在材料表面通过改性技术手段制备一种耐腐蚀性强的膜层，增强钛合金材料的耐腐蚀性，延长材料的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在钛合金表面制备陶瓷涂层的方法。本专利技术的目的是这样实现的，包括电解液配制、制备、后处理步骤，具体包括：A、电解液配制：取硅酸钠，加入固液体积比50 ~ 100倍的蒸馏水，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.3 ~ 0.8倍的磷酸二氢钠，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.1 ~ 0.8倍的石墨，搅拌均匀得到电解液；B、制备：将电解液倒入电解槽中，待涂层钛合金材料置于电解液中微弧氧化得到目标物；C、后处理：将目标物进行热处理。本专利技术针对钛合金耐腐蚀性能的不足，在其表面制备一层陶瓷涂层，大大提高了钛合金零件在酸性溶液环境下的耐腐蚀性能，弥补了钛合金在酸性环境下性能的不足，提高了钛合金材料在酸性环境下的使用时间，延长了零件的使用寿命，降低了生产成本。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。本专利技术所述的在钛合金表面制备陶瓷涂层的方法，包括电解液配制、制备、后处理步骤，具体包括：A、电解液配制：取硅酸钠，加入固液体积比50 ~ 100倍的蒸馏水，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.3 ~ 0.8倍的磷酸二氢钠，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.1 ~ 0.8倍的石墨，搅拌均匀得到电解液；B、制备：将电解液倒入电解槽中，待涂层钛合金材料置于电解液中微弧氧化得到目标物；C、后处理：将目标物进行热处理。A步骤中所述的石墨纯度为99.5%以上。B步骤中所述的微弧氧化的电源参数设置为：正向电流1~3A、负向电流0.5~1A、频率100~1200Hz、正向占空比10~90%、负向占空比10~90%、时间10~30min。C步骤中所述的热处理是将目标物于100~1300℃下加热0.5~4h。下面以实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1在5000ml的烧杯中加入5000ml蒸馏水，添加75g硅酸钠，完全溶解后，再加入50g磷酸二氢钠，待磷酸二氢钠完全溶解后加入32g高纯度石墨搅拌均匀，倒入电解槽中，把钛合金试样悬挂在电解液中，微弧氧化电源参数设置为正向电流3A、负向电流1A、频率1200Hz、正向占空比90%、负向占空比10%、氧化时间20min，将获得的表面陶瓷层清洗后，不经过加热处理，把零件放入了稀释的氢氟酸溶液中，浸泡1.5min后，零件表面的陶瓷层脱落，开始出现气泡。实施例2在5000ml烧杯中加入5000ml蒸馏水，添加100g硅酸钠，完全溶解后，再加入磷酸二氢钠30g，待磷酸二氢钠完全溶解后加入高纯度石墨10g搅拌均匀，倒入电解槽中，把钛合金试样悬挂在电解液中，微弧氧化电源参数设置为正向电流1A、负向电流0.5A、频率300Hz、正向占空比10%、负向占空比90%、氧化时间10min，将获得的表面陶瓷层清洗后，采用电阻箱进行加热，温度控制在100℃，时间控制为2h。经过上述处理后，把零件放入了稀释的氢氟酸溶液中，浸泡10min后，零件表面的陶瓷层脱落，开始出现气泡。实施例3在5000ml烧杯中加入5000ml的蒸馏水，添加75g硅酸钠，完全溶解后，再加入磷酸二氢钠50g，待磷酸二氢钠完全溶解后加入高纯度石墨30g，搅拌均匀，倒入电解槽中，把钛合金零件悬挂在电解液中，微弧氧化电源参数设置为正向电流1.5A、负向电流0.75A、频率600Hz、正向占空比50%、负向占空比50%、氧化时间15min，将获得的表面陶瓷层清洗后，采用电阻箱进行加热，温度控制在500℃，时间控制为2h。经过上述处理后，把零件放入了稀释的氢氟酸溶液中，浸泡20min后，零件表面的陶瓷层脱落，开始出现气泡。实施例4在5000ml烧杯中加入蒸馏水，添加50g硅酸钠，完全溶解后，再加入磷酸二氢钠40g，待磷酸二氢钠完全溶解后加入高纯度石墨40g搅拌均匀，倒入电解槽中，把钛合金零件悬挂在电解液中，微弧氧化电源参数设置为正向电流2.0A、负向电流1A、频率900Hz、正向占空比30%、负向占空比70%、氧化时间10min，将获得的表面陶瓷层清洗后，采用电阻箱进行加热，温度控制在1300℃，时间控制为0.5h。经过上述处理后，把零件放入了稀释的氢氟酸溶液中，浸泡16min后，零件表面的陶瓷层脱落，开始出现气泡。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在钛合金表面制备陶瓷涂层的方法，其特征在于包括电解液配制、制备、后处理步骤，具体包括：A、电解液配制：取硅酸钠，加入固液体积比50 ~ 100倍的蒸馏水，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.3 ~ 0.8倍的磷酸二氢钠，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.1 ~ 0.8倍的石墨，搅拌均匀得到电解液；B、制备：将电解液倒入电解槽中，待涂层钛合金材料置于电解液中微弧氧化得到目标物；C、后处理：将目标物进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种在钛合金表面制备陶瓷涂层的方法，其特征在于包括电解液配制、制备、后处理步骤，具体包括：
A、电解液配制：取硅酸钠，加入固液体积比50 ~ 100倍的蒸馏水，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.3 ~ 0.8倍的磷酸二氢钠，搅拌溶解完全，再加入硅酸钠重量比0.1 ~ 0.8倍的石墨，搅拌均匀得到电解液；
B、制备：将电解液倒入电解槽中，待涂层钛合金材料置于电解液中微弧氧化得到目标物；
C、后处理：将目标物进行热处理。
2.根据权利要求1所述的在钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴云峰，杨钢，孙彦华，方树铭，李玉章，倪尔鑫，
申请(专利权)人：昆明冶金研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53