【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料表面处理领域，具体涉及一种tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层的制备方法。
技术介绍
1、钛合金凭借其轻质高强、高韧性、耐腐蚀等优良的综合性能，目前已在多个领域得到了广泛的应用，尤其是在航空航天领域。如航空发动机的风扇、压气机转定子、压气机机匣等重要零部件都广泛采用钛合金制造。但钛合金较低的表面硬度、较差的耐磨性、较强的疲劳敏感性可能严重影响钛合金构件的可靠性和安全性，制约了钛合金在部分场景下的应用。如在航空发动机带减震凸台低压转子叶片的制造中，tc4钛合金减震凸台耐磨性较差，无法满足服役需求，需进一步减小tc4钛合金减震凸台的磨损，提高减震凸台的耐磨性。目前，一般是在tc4钛合金表面制备耐磨涂层的方式提高tc4钛合金表面的硬度和耐磨性。
2、目前在钛合金叶片的凸台上制备耐磨层主要是通过钎涂的方式，即把wc颗粒和钛基钎料粉末以一定比例均匀混合后加入粘结剂制成膏状，涂敷在凸台上，再经过感应钎焊和机械加工即可制得wc增强的钛基耐磨涂层。但在实际生产过程中发现该方法仍存在一次钎焊合格率低的问题，主要体现在经机械加工后耐磨层表面气孔量超标、x射线检测耐磨层不连续和后续磨加工余量不足。为避免传统钎涂法制备耐磨涂层过程中存在的问题，研究了一种使用热压烧结结合钎焊制备wc-tc4耐磨层的方法。
3、人们迫切希望获得一种技术效果优良的tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层的制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种tc4钛合金表面wc-tc
2、tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层的制备方法提供了一种使用热压烧结来制备的方法，首先使用热压烧结制备出wc/tc4复合材料块，再使用真空钎焊或高频感应钎焊将加工成规定形状的复合材料块钎焊到tc4基体上，制备高wc含量且完全致密无孔的耐磨层。
3、所述tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层的制备方法具体步骤如下：
4、步骤一，混合wc颗粒和tc4粉末；
5、称取一定质量的wc颗粒和tc4粉末，将wc颗粒和tc4粉末均匀混合后填入石墨模具，所述wc颗粒为铸造碳化钨，粒度为60～80目，质量分数为50％～80％，所述tc4粉末粒度为280～300目，质量分数为20％～50％；
6、步骤二，烧结wc-tc4耐磨材料块；
7、将填有wc颗粒和tc4粉末的石墨模具放入真空热压炉中，待真空度达到8e-3pa时进行真空热压烧结，烧结工艺为：真空热压炉内温度从室温升温至1200℃±10℃，升温速率为10～12℃/min，压力随时间升至30～35mpa；保持温度1200℃±10℃，压力30～35mpa，保温保压50～60min；卸去压力，将真空热压炉内温度以10～12℃/min的速度由1200℃±10℃降至室温，将wc颗粒和tc4粉末烧结成wc-tc4耐磨材料块；
8、步骤三，制备wc-tc4耐磨涂层；
9、将石墨磨具中的复合材料块取出，用电火花线切割去掉可能含有杂质的表面层，取中心部位切成厚度为1.5mm～2mm的片状，用砂纸打磨复合材料片上下表面和四周的线切割痕，用丙酮进行超声清洗去除表面油污和杂质；
10、步骤四，钎焊wc-tc4耐磨涂层；
11、在待焊的tc4基体表面均匀涂敷焊膏，涂敷厚度约为0.4～0.6mm，将步骤三中加工好的wc-tc4耐磨涂层置于tc4基体之上，放入真空炉中进行真空钎焊或高频感应钎焊，钎焊温度940～960℃，保温时间10～12min。
12、通过观察wc-tc4耐磨涂层的实物，可见wc-tc4耐磨涂层表面的wc颗粒分布均匀且密集，耐磨层形状规则美观，成形良好。观察tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层横截面在金相显微镜下的组织形貌，可见烧结制备的耐磨层组织已经实现了完全的致密化，wc颗粒分布均匀，涂层整体致密无孔。观察tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层横截面的sem结果图，wc颗粒与涂层的tc4基体之间存在明显的过渡层，说明二者之间存在着良好的冶金结合，wc颗粒不易在摩擦磨损过程中发生脱落，有利于提高涂层的耐磨性。涂层与基体之间的钎焊效果良好，为提高界面结合强度提供了可能。
13、所述tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层的制备方法与使用钎涂法制备的耐磨涂层相比具有以下优点：
14、第一，热压烧结方法制备耐磨层wc颗粒分布均匀，且可以做到完全的致密无孔，避免了传统钎涂方法气孔率高的的问题，大大提高了一次钎焊的合格率；
15、第二，使用与基体相同的tc4钛合金作为复合材料的基体，在钎焊过程中不发生熔化，仅靠复合材料片与tc4基体之间少量的钎料完成钎焊。避免了钎涂过程中产生大量液相造成的钎料流淌和母材溶蚀的问题，且钎焊前后形状不发生改变，省去了大量焊前涂阻焊剂和焊后抛修的工序；
16、第三，能在保证致密度的同时获得较高的wc占比。避免了钎涂过程中由于wc含量过高，液态钎料量不足以填充全部空隙造成的涂层孔隙率升高和涂层结合强度下降的问题；
17、第四，烧结得到的复合材料块可以长期保存，摆脱了原本钎涂工艺中焊膏不能长期保存必须即混即用的限制。
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1.一种TC4钛合金表面WC-TC4耐磨涂层的制备方法，其特征在于：所述TC4钛合金表面WC-TC4耐磨涂层的制备方法具体步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种tc4钛合金表面wc-tc4耐磨涂层的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伊梅，王睿琦，武通，杜新未，鞠海洋，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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