一种钛合金表面复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钛合金表面复合涂层及其制备方法，所述复合涂层包括依次连接的钛合金基体、CoCrNiAlTi高熵合金涂层、NiCoCrAlY粘接层和YSZ‑Ag‑Mo高温固体自润滑涂层。所述制备方法包括以下步骤：对钛合金基体表面进行抛光预处理；利用双辉等离子表面冶金，以钛合金基体为工件极，CoCrNiAlTi和NiCoCrAlY靶材分别为两个源极，在钛合金基体的表面制备CoCrNiAlTi高熵合金涂层和NiCoCrAlY粘接层；利用多弧离子镀，在NiCoCrAlY粘接层的表面制备YSZ‑Ag‑Mo高温固体自润滑涂层。本发明专利技术的涂层表面质量好，与基体为冶金结合，具有较高的结合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金表面复合涂层及其制备方法
本专利技术属于复合涂层及其制法，具体为一种钛合金表面复合涂层及其制备方法。
技术介绍
钛合金是应用于航空航天领域的首选材料，具有低密度、高比强度、良好的韧性与耐腐蚀性能等优点，特别是用于制造飞机机身、液压管道、蒙皮、紧固件以及航空发动机结构件。但随着航空航天工业的不断发展，钛合金机械零部件面临着更加苛刻的运作环境，特别是如何克服高真空度、宽温域服役环境中的摩擦是结构件面临的重大挑战。YSZ(Y2O3稳定ZrO2陶瓷层)陶瓷基高温固体自润滑涂层具有足够的高温强度、热稳定性、优良的抗磨损性能，通过添加CaF2、BaF2、MoO3等固体润滑剂，YSZ陶瓷基高温固体自润滑涂层能够初步实现在低温与高温交变环境中的润滑减摩效果。但陶瓷涂层断裂韧性差、与金属基体热膨胀系数差别大，将单层陶瓷涂层应用于温度交替的服役环境中，服役寿命难以满足实际应用的需求。NiCoCrAlY涂层既可以作为保护涂层提高基体的抗氧化性能、抗热腐蚀性能以及抗热疲劳性能，也广泛应用于基体合金与陶瓷涂层之间的粘接层以提高结合强度和服役寿命本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金表面复合涂层，其特征在于：包括依次连接的钛合金基体(1)、CoCrNiAlTi高熵合金涂层(2)、NiCoCrAlY粘接层(3)和YSZ-Ag-Mo高温固体自润滑涂层(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛合金表面复合涂层，其特征在于：包括依次连接的钛合金基体(1)、CoCrNiAlTi高熵合金涂层(2)、NiCoCrAlY粘接层(3)和YSZ-Ag-Mo高温固体自润滑涂层(4)。


2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面复合涂层，其特征在于：所述CoCrNiAlTi高熵合金涂层(2)包含以下质量百分数的元素：Co20～24％，Cr20～22％，Ni22～24％，Al10～12％，其余为Ti。


3.根据权利要求1所述的一种钛合金表面复合涂层，其特征在于：所述NiCoCrAlY粘接层(3)包含以下质量百分数的元素：Co22～25％，Cr20～24％，Al8～11.0％，Y0.5～0.8％，余量为Ni。


4.根据权利要求1所述的一种钛合金表面复合涂层，其特征在于：所述YSZ-Ag-Mo高温固体自润滑涂层(4)包含以下质量百分数的物质：Zr65～68％，Y4～5％，Ag8～13％，其余为Mo。


5.根据权利要求1所述的一种钛合金表面复合涂层，其特征在于：所述CoCrNiAlTi高熵合金涂层(2)的厚度为2～3μm，所述NiCoCrAlY粘接层(3)的厚度为7.5～10μm，所述YSZ-Ag-Mo高温固体自润滑涂层(4)的厚度为14～18μm。


6.根据权利要求1～5任一所述的一种钛合金表面复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对钛合金基体(1)表面进行抛光预处理；
S2：利用双辉等离子表面冶金，以钛合金基体(1)为工件极，CoCrNiAlTi和NiCoCrAlY靶材分别为两个源极，在钛合金基体(1)的表面制备CoCrNiAlTi高熵合金涂层(2)和NiCoCrAlY粘接层(3)；
S3：利用多弧离子镀，在NiCoCrAlY粘接层(3)的表面制备YSZ-Ag-Mo高温固体自润滑涂层(4)，温度为300～350℃，气压为0.7～0.9Pa，O2与Ar2流量比为1:7～8，偏压：200～250V，线圈电流为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏东博，李民锋，张平则，李逢昆，党博，李淑琴，姚正军，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32