钛合金表面TiSiN纳米复合涂层的制备方法技术

本发明专利技术钛合金表面TiSiN纳米复合涂层的制备方法，属于涂层材料制备技术领域，特别是涉及一种TiSiN纳米晶超硬涂层的制备方法；所要解决的技术问题为提供一种通过添加Si元素改善熔覆层耐磨性能的钛合金表面TiSiN纳米复合涂层的制备方法；为了解决上述技术问题，本发明专利技术采用的技术方案为：钛合金表面TiSiN纳米复合涂层的制备方法，主要包括以下步骤：第一步，将钛合金试样放入激光表面处理装置的密封箱中，第二步，将密封箱抽真空后通入氮气并保持纯氮气氛围，第三步，通入SiH4气体，在高能束激光作用下形成TiSiN纳米复合超硬涂层；按本发明专利技术所述方法制备的涂层具有硬度高、与基体的结合强度高、均匀性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术，属于涂层材料制备
，特别是涉及一种TiSiN纳米晶超硬涂层的制备方法。
技术介绍
钛合金由于具有抗腐蚀性强、强度高、耐热性高、生物相容性高等突出优点,被广泛应用于航空航天、化工、冶金、核能、医疗以及原子能等各个
然而，其硬度低、耐磨性能差，严重影响了钛合金的使用性能及应用范围。因此，提高钛合金的表面硬度及耐磨性能一直是国内外钛合金研究与应用领域所关注的焦点。为了提高钛合金的使用性能，学者们采用表面改性技术来提高其耐磨性。其中激光气体氮化工艺又称为激光气体合金化技术，是属于激光表面合金化的一种。其主要工作原理是利用高能激光束作为热源，照射工件表面使其熔化形成液相金属熔池；同时将氮气中的氮分子激活为活性氮原子，使其在熔池中与金属液体发生强烈的化学、冶金反应，并随着热源的移动而快速冷却、凝固，形成枝晶状的氮化物表层，从而提高基材的表面硬度和耐磨性，是近年来发展起来的一种比较热门的表面改性技术。人们虽然在激光表面氮化工艺方面做了大量的研究工作，但工艺参数的重现性和可信度不大，试验结果往往难以相互引用，工艺理论研究尚不成熟，目前还有一些十分突出、急需解决的问题。氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】
钛合金表面TiSiN纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：主要包括以下步骤：第一步，将钛合金试样放入激光表面处理装置的密封箱中；第二步，通过所述密封箱上与真空发生装置相连的出气口将密封箱抽真空，通过密封箱上与氮气源相连的进气口向与密封箱相连的保护气通道通入氮气，使保护气通道与密封箱中保持纯氮气氛围；第三步，开启与保护气通道相连的激光器，激光器发射的激光束经由保护气通道进入密封箱中并且匀速扫过钛合金试样表面，Ti与真空中的氮反应生成TiN，同时，开启密封箱上与SiH4气源相连的进气口向密封箱内通入SiH4气体，在高能束激光作用下，Si离子与真空中的氮反应生成Si3N4，最终TiN和Si3N4同时生...

【技术特征摘要】
1.钛合金表面TiSiN纳米复合涂层的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤第一步，将钛合金试样放入激光表面处理装置的密封箱中；第二步，通过所述密封箱上与真空发生装置相连的出气口将密封箱抽真空，通过密封箱上与氮气源相连的进气口向与密封箱相连的保护气通道通入氮气，使保护气通道与密封箱中保持纯氣气氛围；第三步，开启与保护气通道相连的激光器，激光器发射的激光束经由保护气通道进入密封箱中并且匀速扫过钛合金试样表面，Ti与真空中的氮反应生成TiN，同时，开启密封箱上与SiH4气源相连的进气口向密封箱内通入SiH4气体，在高能束激光作用下，Si离子与真空中的氮反应生成Si3N4,最终TiN和Si3N4同时生长于基体钛合金上，形成TiSiN纳米复合超硬涂层。2.根据权利要求1所述的钛合金表面TiSiN纳米复合涂层的制备方法，其特征在于 所述第一步中，在放入密封箱之前，将钛合金试样进行前处理先采用砂纸打磨钛合金试样，再依次将钛合金试样置于丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，刘和平，白培康，杨亚琴，王建宏，李玉新，任霁萍，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：