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专利号: 2021106291814
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电解或电泳工艺;其所用设备〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高耐磨玫瑰花瓣效应钛合金表面制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、钛合金表面预处理;

步骤2、钛合金表面微结构构建;

钛合金表面微结构构建包括钛合金表面进行微弧氧化处理或者渗硼处理;

钛合金表面微结构构建为钛合金表面进行微弧氧化处理时,具体如下:步骤a2.1、微弧氧化采用恒流模式,脉冲频率为400‑600Hz,脉冲宽度为100‑200μs,单个样品的平均电流为2‑3A,预设微弧氧化时间为3‑20min;

步骤a2.2、设置钛合金试件为阳极,不锈钢电解槽为阴极,钛合金微弧氧化电解液采用硅酸盐‑磷酸盐体系:15‑25g/L硅酸钠,10‑12g/L六偏磷酸钠,1.5‑2g/L氢氧化钠,将试件浸泡于电解液中;

步骤a2.3、将所述步骤a2.2中的阴极和阳极分别接入电源两极,进行所述步骤a2.1的微弧氧化处理,并搅拌使电解液中阴阳离子保持均匀,保证阳极附近离子充分参与反应;对电解液进行冷却,使液温维持在25‑35℃;当实际反应时间达到所述步骤a2.1预设微弧氧化时间关闭电源,浸泡1‑2min后取出;

步骤a2.4、使用去离子水冲洗试件表面,再放入无水乙醇中超声波清洗5‑10min,去除试样表面残余电解液;

渗硼处理时,具体如下:

步骤b2.1、选用的固体粉末渗硼剂成分包括质量比为25%的供硼剂、5%的活化剂、70%SiC的填充剂,供硼剂为B4C,活化剂为La2O3,填充剂为SiC;调制密封材料成分包括质量比为

20%的胶凝材料、5%的促凝剂、75%的基础材料,胶凝材料为水玻璃,促凝剂为氟硅酸钠,基础材料为粘土,将密封材料充分搅拌、备用;

步骤b2.2、将步骤1预处理的试件埋入步骤b2.1制备的渗硼剂进行密封,然后加热渗硼,随温度升至渗硼温度800‑1200℃,保温10‑12h,空冷至室温,去除密封层,制得渗硼试件;

步骤b2.3、对渗硼处理的试件进行高压清洗附着在试件表面的渗硼剂,再使用无水乙醇超声波清洗15‑20min,去除步骤b2.2制得的渗硼试件表面的油脂在内的有机物,然后进行烘干;

步骤3、电泳沉积处理;具体如下:

步骤3.1、选用电泳液成分为丙酮、异丁醇和去离子水,丙酮的体积比为2%‑3%、异丁醇的体积比为94%‑96%、去离子水的体积比为2%‑3%,在电泳液中加入二氧化硅纳米颗粒0.5‑

1g/L、五水氯化镁0.5‑1g/L,电泳液配置完毕;

步骤3.2、电泳沉积以钛合金试件为阳极,石墨为阴极,设置阴极和阳极间距为1‑2cm;

步骤3.3、将阴极与阳极分别接到电源两极,用40‑60V直流电源进行电泳沉积,获得沉积有二氧化硅纳米颗粒的钛合金试件;

步骤3.4、使用去离子水冲洗试件表面,去除表面残存的电泳液;

步骤4、氟化处理,最终得到高黏附表面。

2.根据权利要求1所述的一种高耐磨玫瑰花瓣效应钛合金表面制备方法,其特征在于,所述步骤1具体如下:步骤1.1、打磨钛合金试件表面,去除表面的氧化层;

步骤1.2、将步骤1得到的钛合金试件在超声波清洗机中使用无水乙醇为溶剂清洗5‑

10min,去除表面脂类和有机物;

步骤1.3、使用去离子水对经过步骤1.2后的钛合金表面进行冲洗,去除表面残留的无水乙醇,待表面干燥后备用。

3.根据权利要求1所述的一种高耐磨玫瑰花瓣效应钛合金表面制备方法,其特征在于,所述步骤4具体如下:步骤4.1、选择氟化液成分为三氯十三氟正辛基硅烷和无水乙醇,氟化液中三氯十三氟正辛基硅烷的体积比为1%,无水乙醇的体积比为99%;

步骤4.2、将电泳沉积试件放入经步骤4.1得到的氟化液中,超声波震荡5‑10min,完成低表面能修饰;

步骤4.3、将经过所述步骤4.2氟化处理的试样进行干燥,设定温度50‑60℃,烘干10‑

15min,得到高黏附钛合金表面。