一种抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法，该抗盐雾腐蚀钛合金，其表面固化有钛、硼、钠氧化物构成的网状疏孔结构，这些结构内填充有高张力四氟硅烷，所述高张力四氟硅烷外还有将四氟硅烷封闭在内的微晶蜡层，所述微晶蜡层表面嵌合有致密的、直径5μm‑8μm的二氧化硅微粉构成的分子层。本发明专利技术的抗盐雾腐蚀钛合金自身表面具有莲花效应、憎水、防腐层稳定性好、抗冲击性能好、适用范围广。 1

【技术实现步骤摘要】
一种抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法
本专利技术涉及钛合金表面防护领域，尤其涉及一种抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法。
技术介绍
钛合金具有比强度高，中温性能好和延伸率高等显著优点，但由于存在抗高温氧化性差、耐盐雾腐蚀性能不佳的缺点，极大限制了合金的应用范围。现有技术主要通过钛合金蓝色阳极化或钛合金表面微弧氧化实现钛合金的表面防腐蚀功能，但无论蓝色阳极化或微弧氧化，其技术目的均是生成一层致密二氧化钛膜防止空气和水的侵蚀，但这层二氧化钛膜易被海水中的碳酸或硫氢化盐等多种成份破坏，从而导致通过常规技术实现的防腐蚀层不能适应长时间的盐雾腐蚀环境。现有技术中还有采用表面喷涂来实现防腐功能的，如喷涂碳化钨、二硫化钼等材料，但这类材料一方面与钛合金基体结合不够紧密(非钛合金基体生成)，同时由于脆性较大、喷涂层较薄，也易受撞击碎裂，抗冲击性能差。根据现有技术相关研究，莲叶表面的特殊结构有自我清洁功能，实际是通过微晶蜡和表面结构实现的超疏水性能，这对钛合金表面防腐具有相当的启示性。因此，市面上急需一种自身表面具有莲花效应、憎水、防腐层稳定性好、抗冲击性能好、适用范围广的抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种自身表面具有莲花效应、憎水、防腐层稳定性好、抗冲击性能好、适用范围广的抗盐雾腐蚀钛合金及其制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抗盐雾腐蚀钛合金的制造方法，包括以下步骤：1)生产前准备①表面改性材料准备：足量喷丸用陶瓷丸、足量四氟硅烷、足量粒径0.1μm-0.2μm的微晶蜡、足量氟化钠、足量次磷酸钠、足量硫酸钠、足量硼氢化钠、纯银板、足量直径5μm-8μm的二氧化硅微粉；2)钛合金表面改性①将待处理钛合金表面采用0.5MPa、0.1A的陶瓷丸喷丸工艺处理；②将阶段1)准备的氟化钠、次磷酸钠、硫酸钠、硼氢化钠按质量比配比10∶2∶1∶1的比例混合并溶于混合物总质量100倍的纯净水中，获得溶池；③将溶池温度控制在5℃-8℃，以待处理钛合金为表面阴极，纯银板为阳极，按4A/dm2-6A/dm2的电流密度施加电场，持续4h-6h，获得表面初处理钛合金；④将表面初处理钛合金浸润在四氟硅烷中，持续1h-2h，然后缓慢提升，至肉眼可见的四氟硅烷全部回落时取出初处理钛合金，获得封闭处理钛合金；⑤将阶段1)准备的微晶蜡在真空环境内熔化并加热至230℃-240℃，然后将步骤④获得的封闭处理钛合金浸在熔化的微晶蜡熔池中，持续8h-10h，然后取出封闭处理钛合金，获得除氢封蜡钛合金；⑥将步骤⑤获得的除氢封蜡钛合金待处理表面采用阶段1)准备的二氧化硅微粉以0.2MPa-0.3MPa的喷出压力喷吹15min-20min，即获得所需抗盐雾腐蚀钛合金。采用上述方法制造的抗盐雾腐蚀钛合金，其表面固化有钛、硼、钠氧化物构成的网状疏孔结构，这些结构内填充有高张力四氟硅烷，所述高张力四氟硅烷外还有将四氟硅烷封闭在内的微晶蜡层，所述微晶蜡层表面嵌合有致密的、直径5μm-8μm的二氧化硅微粉构成的分子层。与现有技术比较，本专利技术由于采用了上述方案，具有以下优点：(1)采用的是表面电化学氧化工艺，且采用的是几乎无氢的溶剂，同时在钛合金入槽处理前未通过常规技术的酸洗而是通过物理性的陶瓷丸喷丸(工艺强度远低于常规为获得表面压应力的喷丸)去除表面氧化膜，这种方式现有技术中几乎没有采用，本专利技术通过这种低氢电化学氧化实现了裸钛合金表面复杂氧化物膜构建(由于钛合金吸氢特性很强，常规技术的酸洗及阳极氧化均会导致钛合金基体明显脆化，使用寿命大大降低)。(2)本专利技术在钛合金表面生成了复杂氧化膜后，利用氧化膜的孔隙将与钛合金表面亲和且具有憎水性的四氟化硅封闭在氧化膜的网状结构中，封堵住了氧化膜的防腐缺口，与氧化膜共同构成的隔绝效果强于现有阳极氧化的封闭膜。(3)利于微晶蜡与四氟化硅的高亲和性，以及钛合金的除氢需要(即使使用的是微氢溶液，为保证钛合金的最优性能，本专利技术仍进行了高温除氢处理，高于常规技术中采用矿物油180℃-200℃除氢)，采用微晶蜡进一步将孔网结构的氧化膜封闭同时将常温下属于液态的四氟化硅固化在钛合金表面。(4)利用微晶蜡低强度高韧性高粘性的特性，将物理化学性质极稳定的二氧化硅微粉通过低压压挤进微晶蜡体中，形成一层致密二氧化硅分子层，这层分子层与微晶蜡共同构成本专利技术的第二层防护层，且形成了与莲花荷叶表面结构很相近的结构，获得了表面莲花效应。本专利技术在中性、碱性、酸性盐雾试验中均可持续300h而不发生腐蚀，远高于国军标对海洋环境使用产品耐中性盐雾试验96h的常规技术要求。(5)双层防护结构，且每层结构均有硬质体及柔性体，共同配合使本专利技术能适应更高的冲击和振动要求。具体实施方式实施例1：一种抗盐雾腐蚀钛合金，其表面固化有钛、硼、钠氧化物构成的网状疏孔结构，这些结构内填充有高张力四氟硅烷，所述高张力四氟硅烷外还有将四氟硅烷封闭在内的微晶蜡层，所述微晶蜡层表面嵌合有致密的、直径5μm-8μm的二氧化硅微粉构成的分子层。上述抗盐雾腐蚀钛合金的制造方法，包括以下步骤：1)生产前准备①表面改性材料准备：足量喷丸用陶瓷丸、足量四氟硅烷、足量粒径0.1μm-0.2μm的微晶蜡、足量氟化钠、足量次磷酸钠、足量硫酸钠、足量硼氢化钠、纯银板、足量直径5μm-8μm的二氧化硅微粉；2)钛合金表面改性①将待处理钛合金表面采用0.5MPa、0.1A的陶瓷丸喷丸工艺处理；②将阶段1)准备的氟化钠、次磷酸钠、硫酸钠、硼氢化钠按质量比配比10∶2∶1∶1的比例混合并溶于混合物总质量100倍的纯净水中，获得溶池；③将溶池温度控制在5℃，以待处理钛合金为表面阴极，纯银板为阳极，按4A/dm2的电流密度施加电场，持续4h，获得表面初处理钛合金；④将表面初处理钛合金浸润在四氟硅烷中，持续1h，然后缓慢提升，至肉眼可见的四氟硅烷全部回落时取出初处理钛合金，获得封闭处理钛合金；⑤将阶段1)准备的微晶蜡在真空环境内熔化并加热至230℃，然后将步骤④获得的封闭处理钛合金浸在熔化的微晶蜡熔池中，持续8h-10h，然后取出封闭处理钛合金，获得除氢封蜡钛合金；⑥将步骤⑤获得的除氢封蜡钛合金待处理表面采用阶段1)准备的二氧化硅微粉以0.2MPa的喷出压力喷吹15min，即获得所需抗盐雾腐蚀钛合金。根据本实施例生产的抗盐雾腐蚀钛合金可耐受中性盐雾试验中均可持续550h、碱性盐雾试验300h、酸性盐雾试验420h。实施例2：与实施例1整体一致，差异之处在于：上述抗盐雾腐蚀钛合金的制造方法，包括以下步骤：2)钛合金表面改性③将溶池温度控制在8℃，以待处理钛合金为表面阴极，纯银板为阳极，按6A/dm2的电流密度施加电场，持续6h，获得表面初处理钛合金；④将表面初处理钛合金浸润在四氟硅烷中，持续2h，然后缓慢提升，至肉眼可见的四氟硅烷全部回落时取出初处理钛合金，获得封闭处理钛合金；⑤将阶段1)准备的微晶蜡在真空环境内熔化并加热至240℃，然后将步骤④获得的封闭处理钛合金浸在熔化的微晶蜡熔池中，持续10h，然后取出封闭处理钛合金，获得除氢封蜡钛合金；⑥将步骤⑤获得的除氢封蜡钛合金待处理表面采用阶段1)准备的二氧化硅微粉以0.3MPa的喷出压力喷吹20min，即获得所需抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗盐雾腐蚀钛合金的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

【技术特征摘要】
1.一种抗盐雾腐蚀钛合金的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)生产前准备①表面改性材料准备：足量喷丸用陶瓷丸、足量四氟硅烷、足量粒径0.1μm-0.2μm的微晶蜡、足量氟化钠、足量次磷酸钠、足量硫酸钠、足量硼氢化钠、纯银板、足量直径5μm-8μm的二氧化硅微粉；2)钛合金表面改性①将待处理钛合金表面采用0.5MPa、0.1A的陶瓷丸喷丸工艺处理；②将阶段1)准备的氟化钠、次磷酸钠、硫酸钠、硼氢化钠按质量比配比10∶2∶1∶1的比例混合并溶于混合物总质量100倍的纯净水中，获得溶池；③将溶池温度控制在5℃-8℃，以待处理钛合金为表面阴极，纯银板为阳极，按4A/dm2-6A/dm2的电流密度施加电场，持续4h-6h，获得表面初处理钛合金；④将表面初处理钛合金浸润在四氟硅烷中，持续1h-2h，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙惠丽，黄佳钰，
申请(专利权)人：宁波俐辰新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33