鈦合金表面WC-17Co處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種鈦合金表面WC-17Co處理方法，用于解決現有鈦合金表面抗疲勞性能差的技術問題。技術方案是對鈦合金疲勞試樣進行精車加工和縱向拋光處理；將經過處理的鈦合金疲勞試樣進行超聲清洗除水、除油，吹干備用；對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17Co涂層，將帶WC-17Co涂層的鈦合金疲勞試樣進行縱向打磨拋光；將拋光好涂層的鈦合金疲勞試樣進行噴丸后處理。經測試，噴丸后處理工藝使得鈦合金表面涂層試樣疲勞壽命得到了有效的提高。鈦合金表面涂層拋光后噴丸疲勞壽命較未噴丸鈦合金表面涂層試樣疲勞壽命提高了1.03～1.27倍，鈦合金表面涂層拋光后噴丸疲勞壽命較基材提高了1.48～1.72倍。
【專利說明】鈦合金表面WC-17Co處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鈦合金表面處理方法，特別是涉及一種鈦合金表面WC-17CO處理方法。
【背景技術】
[0002]鈦合金具有比強度高、熱穩定性好、耐腐蝕性能優異等特點，因而廣泛應用于航空、航天、生物醫學以及其他工業領域。鈦合金在飛機上應用可以取得良好的減重效益，能夠滿足軍用飛機的高機動、高可靠性以及長壽命的設計需要，因而成為制造飛機關鍵結構件的主選材料。然而，鈦合金最大的缺點是耐磨性能差，由此限制了其在摩擦磨損工況下的應用。超音速火焰噴涂(HVOF)WC-17CO涂層技術，可以很好地改善金屬材料的耐磨性，根除了傳統電鍍硬鉻層固有的網狀裂紋缺陷和氫脆隱患，并且避免了電鍍Cr所帶來的環境污染問題，因而受到航空發達國家的高度重視，并在飛機起落架用鈦合金材料上得到廣泛應用。但是，由鈦合金制造的飛機起落架等結構件承受疲勞交變載荷而容易發生疲勞斷裂，因此HVOF WC-17CO涂層對鈦合金疲勞行為的影響不容忽視。目前，針對如何提高HVOFWC-17CO涂層試樣的疲勞抗力的問題，因其技術難度大，國內外尚無有效的技術手段[鄧春明，劉敏，周克崧，等.300M鋼超音速火焰噴涂WC/17CO涂層的疲勞性能.航空材料學報.2007 (04): 14-18]。目前，利用噴丸技術對鈦合金材料進行處理已取得有效成果[高玉魁.噴丸強化對TC21高強度鈦合金疲勞性能的影響.金屬熱處理.2010 (08): 30-32.]，然而目前國內外尚無對HVOF涂層后處理方面的研究報道。
【發明內容】
[0003]為了克服現有鈦合金表面抗疲勞性能差的不足，本發明提供一種鈦合金表面WC-17CO處理方法。該方法對鈦合金疲勞試樣進行精車加工和縱向拋光處理；將經過處理的鈦合金疲勞試樣進行超聲清洗除水、除油，吹干備用；對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17CO涂層，將帶WC-17CO涂層的鈦合金疲勞試樣進行縱向打磨拋光；將拋光好涂層的鈦合金疲勞試樣進行噴丸后處理。經測試，噴丸后處理工藝使得鈦合金表面涂層試樣疲勞壽命得到了有效的提聞。
[0004]本發明解決其技術問題所米用的技術方案是:一種鈦合金表面WC-17Co處理方法，其特點是采用以下步驟:
[0005]步驟一、對鈦合金疲勞試樣進行精車加工和縱向拋光處理；
[0006]步驟二、將經過步驟一處理的鈦合金疲勞試樣利用酒精、丙酮進行超聲清洗除水、除油，吹干備用；
[0007]步驟三、按照優化的噴涂工藝對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17CO涂層，涂層厚度控制為50?55 μ m ;
[0008]步驟四、將帶WC-17CO涂層的鈦合金疲勞試樣進行縱向打磨拋光；
[0009]步驟五、將拋光好涂層的鈦合金疲勞試樣進行噴丸后處理，噴丸后處理的工藝參數如下:
[0010]噴丸介質:陶瓷丸；
[0011]噴丸強度:0.20 ?0.50mmA ;
[0012]噴丸覆蓋率:100%;
[0013]噴嘴與試件的距離:200mm ；
[0014]噴射角度:90° ；
[0015]鈦合金疲勞試樣旋轉速度:2000r/min。
[0016]本發明的有益效果是:該方法對鈦合金疲勞試樣進行精車加工和縱向拋光處理；將經過處理的鈦合金疲勞試樣進行超聲清洗除水、除油，吹干備用；對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17CO涂層，將帶WC-17CO涂層的鈦合金疲勞試樣進行縱向打磨拋光；將拋光好涂層的鈦合金疲勞試樣進行噴丸后處理。經測試，噴丸后處理工藝使得鈦合金表面涂層試樣疲勞壽命得到了有效的提高。鈦合金表面涂層拋光后噴丸疲勞壽命較未噴丸鈦合金表面涂層試樣疲勞壽命提高了 1.03?1.27倍，鈦合金表面涂層拋光后噴丸疲勞壽命較基材提高了 1.48?1.72倍。
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明方法所采用的鈦合金疲勞試樣尺寸示意圖；
[0019]圖2為采用本發明方法所獲得的不同表面狀態鈦合金試樣的疲勞壽命對比，BM表示基材，H表示原始涂層，H+DP表示涂層打磨拋光，H+DP+SP1表示涂層打磨拋光后進行0.25mmA強度工藝的噴丸處理，H+DP+SP2表示涂層打磨拋光后進行0.35mmA強度工藝的噴丸處理，H+DP+SP3表示涂層打磨拋光后進行0.45mmA強度工藝的噴丸處理。
【具體實施方式】
[0020]以下實施例參照圖1-2。
[0021]實施例1:
[0022]①鈦合金疲勞試樣按照圖1進行精車加工和縱向拋光處理；②利用酒精、丙酮，超聲清洗除水、除油，吹干備用；③按照噴涂工藝對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17CO涂層，涂層厚度控制為50?55 μ m ;④將帶WC_17Co涂層的疲勞試樣進行縱向打磨拋光最后將拋光好涂層的疲勞試樣進行H+DP+SP1噴丸后處理。⑥測試涂層后噴丸處理試樣的疲勞壽命，涂層拋光后噴丸疲勞壽命較涂層試樣疲勞壽命提高1.03倍，疲勞壽命較基材提高1.48倍。
[0023]涂層噴丸后處理H+DP+SP1具體工藝參數如下:①噴丸強度:0.25mmA ;②噴丸覆蓋率:100% ;③噴丸介質:陶瓷丸；④噴嘴與試件的距離:200mm ;⑤噴射角度:90° 試樣旋轉速度:2000r/min。
[0024]實施例2:
[0025]①鈦合金疲勞試樣按照圖1進行精車加工和縱向拋光處理；②利用酒精、丙酮，超聲清洗除水、除油，吹干備用；③按照噴涂工藝對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17CO涂層，涂層厚度控制為50?55 μ m ;④將帶WC_17Co涂層的疲勞試樣進行縱向打磨拋光；?最后將拋光好涂層的疲勞試樣進行H+DP+SP2噴丸后處理。⑥測試涂層后噴丸處理試樣的疲勞壽命，涂層拋光后噴丸疲勞壽命較涂層試樣疲勞壽命提高1.27倍，疲勞壽命較基材提高1.72倍。
[0026]涂層噴丸后處理H+DP+SP2具體工藝參數如下:①噴丸強度:0.35mmA ;②噴丸覆蓋率:100% ;③噴丸介質:陶瓷丸；④噴嘴與試件的距離:200mm ;⑤噴射角度:90° 試樣旋轉速度:2000r/min。
[0027]實施例3:
[0028]①鈦合金疲勞試樣按照圖1進行精車加工和縱向拋光處理；②利用酒精、丙酮，超聲清洗除水、除油，吹干備用；③按照噴涂工藝對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17CO涂層，涂層厚度控制為50?55 μ m ;④將帶WC_17Co涂層的疲勞試樣進行縱向打磨拋光最后將拋光好涂層的疲勞試樣進行H+DP+SP3噴丸后處理。⑥測試涂層后噴丸處理試樣的疲勞壽命，涂層拋光后噴丸疲勞壽命較涂層試樣疲勞壽命提高40 %，疲勞壽命較基材下降為15%。
[0029]涂層噴丸后處理H+DP+SP3具體工藝參數如下:①噴丸強度:0.45mmA ;②噴丸覆蓋率:100% ;③噴丸介質:陶瓷丸；④噴嘴與試件的距離:200mm ;⑤噴射角度:90° 試樣旋轉速度:2000r/min。
【權利要求】
1.一種鈦合金表面WC-17C0處理方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一、對鈦合金疲勞試樣進行精車加工和縱向拋光處理； 步驟二、將經過步驟一處理的鈦合金疲勞試樣利用酒精、丙酮進行超聲清洗除水、除油，吹干備用； 步驟三、按照優化的噴涂工藝對鈦合金疲勞試樣進行超音速火焰噴涂WC-17C0涂層，涂層厚度控制為50?55μπι; 步驟四、將帶WC-17Co涂層的鈦合金疲勞試樣進行縱向打磨拋光； 步驟五、將拋光好涂層的鈦合金疲勞試樣進行噴丸后處理，噴丸后處理的工藝參數如下: 噴丸介質:陶瓷丸； 噴丸強度:0.20?0.50mmA ； 噴丸覆蓋率:100% ； 噴嘴與試件的距離:200mm ； 噴射角度:90° ； 鈦合金疲勞試樣旋轉速度:2000r/min。
【文檔編號】C23C4/06GK104451527SQ201410720642
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】杜東興, 劉道新, 張曉化, 項定根, 潘峰 申請人:西北工業大學