本公開實(shí)施例涉及金屬涂層，具體而言，涉及一種復(fù)合涂層的制備方法以及復(fù)合涂層。

背景技術(shù)：

1、鈦合金具有輕量化、高強(qiáng)度、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，是重大工業(yè)裝備向大型化、服役環(huán)境復(fù)雜化、構(gòu)件工況苛刻化、壽命需求長期化發(fā)展的理想選材，被廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋、核能、化工及醫(yī)療等領(lǐng)域。但是，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，鈦合金構(gòu)件在服役過程中存在耐磨性不足、耐電偶腐蝕及熱鹽耐蝕性不足的問題，因此容易導(dǎo)致該鈦合金構(gòu)件在使用過程中會(huì)存在可靠性及服役壽命下降，甚至影響整個(gè)裝備的運(yùn)行安全的問題。

2、為了解決該問題，可以采用表面強(qiáng)化的手段來提升鈦合金構(gòu)件表面性能。目前，對鈦合金表面涂層材料的研發(fā)主要集中在耐磨性能的提升；但是，在耐磨性能的基礎(chǔ)上，如何降低鈦合金與異種材料間的電偶腐蝕以及高溫含鹽環(huán)境下的熱鹽腐蝕等行為，也成了亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的目的在于提供一種復(fù)合涂層的制備方法以及復(fù)合涂層，進(jìn)而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的如何降低鈦合金與異種材料間的電偶腐蝕以及高溫含鹽環(huán)境下的熱鹽腐蝕的問題。

2、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種復(fù)合涂層的制備方法，包括：

3、步驟一：將活化處理后的mos2納米粉體均勻分散在電解液中，得到復(fù)合電解液；

4、步驟二：將鈦合金基體放置到所述復(fù)合電解液中進(jìn)行微弧氧化處理，以在所述鈦合金基體表面生成帶有tio2/mos2的微弧氧化層；

5、步驟三：將帶有tio2/mos2的微弧氧化層的鈦合金基體浸入封孔液中，隨后進(jìn)行干燥處理，得到帶有封孔tio2耐蝕層的基材；

6、步驟四：將帶有封孔tio2耐蝕層的基材放置于氣相沉積設(shè)備的真空腔室內(nèi)作為陽極，采用mos2靶材及ti靶材作為陰極，在真空度為1pa的氬氣氛圍下進(jìn)行鍍膜處理，以在帶有封孔tio2耐蝕層的基材表面形成耐磨蝕的復(fù)合涂層。

7、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，復(fù)合電解液制備過程中所用到的活化處理后的mos2納米粉體是通過如下方式得到的：將10-20g的mos2納米粉體浸在0.05-0.1g的十二烷基硫酸鈉與200-300g的乙醇的混合液中攪拌2h進(jìn)行活化處理，得到活化混合液，并對活化混合液進(jìn)行烘干過篩，得到活化后的mos2納米粉體。

8、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述復(fù)合電解液的制備過程，是通過如下方式得到的：將1-5g/l活化后的mos2納米粉體、10-15g/l的硅酸鈉、0.5-1g/l的次亞磷酸鈉、2-5g/l的鎢酸鈉、2-8ml/l的甘油配制成電解液，連續(xù)攪拌1-2h，超聲震蕩0.5-1.5h，將活化后的mos2納米粉體均勻分布在電解液中。

9、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，在帶有tio2/mos2的微弧氧化層的制備過程中，微弧氧化處理過程中所用到的頻率為400-800hz，正向占空比5-30%，負(fù)向占空比5%-30%，正向電壓350-500v，負(fù)向電壓10-50v，氧化時(shí)間20-40min。

10、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述封孔液是通過如下方式制備得到的：

11、1）對0.5-1.5g/l的硅烷偶聯(lián)劑與2-10g/l的有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，得到溶劑混合結(jié)果；

12、2）對溶劑混合結(jié)果攪拌36-48h進(jìn)行，以對溶劑混合結(jié)果進(jìn)行活化，得到溶劑活化結(jié)果；

13、3）在溶劑活化結(jié)果中加入5-10g/l的氟鋯酸鉀、1-3g/l的納米二氧化鈦以及1-5g/l三乙醇胺超聲震蕩0.5h后，得到所述封孔液。

14、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述帶有封孔tio2耐蝕層的基材是通過如下方式制備得到的：將帶有tio2/mos2的微弧氧化層的鈦合金基體放置于封孔液中浸泡5-10min，并將浸泡后的鈦合金基體放置到烘箱中160℃烘烤15min，然后重復(fù)烘烤重復(fù)3-5次后再次烘干30min，以得到帶有封孔tio2耐蝕層的基材。

15、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述復(fù)合涂層是通過如下方式制備得到的：1）將帶有封孔tio2耐蝕層的基材放置于氣相沉積設(shè)備的真空腔室內(nèi)，保持真空度在1pa；2）開啟mos2靶，所用電源為射頻電源，射頻電源的濺射功率設(shè)置為200-250w；3）開啟ti靶，所用電源為直流電源，直流電源的電流大小設(shè)置為50-100a，偏壓設(shè)置為-200v~-400v，占空比為40%-60%，沉積時(shí)間為1-3h，以在帶有封孔tio2耐蝕層的基材表面鍍制所述復(fù)合涂層。

16、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種根據(jù)上述任意一項(xiàng)所述的復(fù)合涂層的制備方法所得到的復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層包括微弧氧化tio2/mos2層、tio2封孔層及氣相沉積ti/mos2層。

17、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述微弧氧化tio2/mos2層的厚度為10-15μm；所述tio2封孔層的厚度為1-1.5μm；所述氣相沉積ti/mos2層的厚度為1-3μm。

18、在本公開的一種示例性實(shí)施例中，所述氣相沉積ti/mos2層中ti的原子百分比為2%-10%。

19、在本公開實(shí)施例中提供的復(fù)合涂層的制備方法中，一方面，通過將活化處理后的mos2納米粉體均勻分散在電解液中，得到復(fù)合電解液；然后將鈦合金基體放置到復(fù)合電解液中進(jìn)行微弧氧化處理，以在鈦合金基體表面生成帶有tio2/mos2的微弧氧化層；再將帶有tio2/mos2的微弧氧化層的鈦合金基體浸入封孔液中，隨后進(jìn)行干燥處理，得到帶有封孔tio2耐蝕層的基材；最后將帶有封孔tio2耐蝕層的基材放置于氣相沉積設(shè)備的真空腔室內(nèi)作為陽極，采用mos2靶材及ti靶材作為陰極，在真空度為1pa的氬氣氛圍下進(jìn)行鍍膜處理，以在帶有封孔tio2耐蝕層的基材表面形成耐磨蝕的復(fù)合涂層；由于可以采用微弧氧化的方式在鈦合金基體表面生成帶有tio2/mos2的微弧氧化層，進(jìn)而可以提升鈦合金的減摩耐磨性能；另一方面，由于可以采用多步封孔法得到帶有封孔tio2耐蝕層，進(jìn)而進(jìn)一步的提升了復(fù)合涂層的耐腐蝕性能。

20、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，復(fù)合電解液制備過程中所用到的活化處理后的mos2納米粉體是通過如下方式得到的：將10-20g的mos2納米粉體浸在0.05-0.1g的十二烷基硫酸鈉與200-300g的乙醇的混合液中攪拌2h進(jìn)行活化處理，得到活化混合液，并對活化混合液進(jìn)行烘干過篩，得到活化后的mos2納米粉體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合電解液的制備過程，是通過如下方式得到的：將1-5g/l活化后的mos2納米粉體、10-15g/l的硅酸鈉、0.5-1g/l的次亞磷酸鈉、2-5g/l的鎢酸鈉、2-8ml/l的甘油配制成電解液，連續(xù)攪拌1-2h，超聲震蕩0.5-1.5h，將活化后的mos2納米粉體均勻分布在電解液中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，在帶有tio2/mos2的微弧氧化層的制備過程中，微弧氧化處理過程中所用到的頻率為400-800hz，正向占空比5-30%，負(fù)向占空比5%-30%，正向電壓350-500v，負(fù)向電壓10-50v，氧化時(shí)間20-40min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述封孔液是通過如下方式制備得到的：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述帶有封孔tio2耐蝕層的基材是通過如下方式制備得到的：將帶有tio2/mos2的微弧氧化層的鈦合金基體放置于封孔液中浸泡5-10min，并將浸泡后的鈦合金基體放置到烘箱中160℃烘烤15min，然后重復(fù)烘烤重復(fù)3-5次后再次烘干30min，以得到帶有封孔tio2耐蝕層的基材。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合涂層是通過如下方式制備得到的：1）將帶有封孔tio2耐蝕層的基材放置于氣相沉積設(shè)備的真空腔室內(nèi)，保持真空度在1pa；2）開啟mos2靶，所用電源為射頻電源，射頻電源的濺射功率設(shè)置為200-250w；3）開啟ti靶，所用電源為直流電源，直流電源的電流大小設(shè)置為50-100a，偏壓設(shè)置為-200v~-400v，占空比為40%-60%，沉積時(shí)間為1-3h，以在帶有封孔tio2耐蝕層的基材表面鍍制所述復(fù)合涂層。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的復(fù)合涂層的制備方法所得到的復(fù)合涂層，其特征在于，所述復(fù)合涂層包括微弧氧化tio2/mos2層、tio2封孔層及氣相沉積ti/mos2層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合涂層，其特征在于，所述微弧氧化tio2/mos2層的厚度為10-15μm；所述tio2封孔層的厚度為1-1.5μm；所述氣相沉積ti/mos2層的厚度為1-3μm。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合涂層，其特征在于，所述氣相沉積ti/mos2層中ti的原子百分比為2%-10%。

技術(shù)總結(jié)
本公開是關(guān)于一種復(fù)合涂層的制備方法及復(fù)合涂層，涉及金屬涂層技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：步驟一：將活化處理后的MoS<subgt;2</subgt;納米粉體均勻分散在電解液中，得到復(fù)合電解液；步驟二：將鈦合金基體放置到所述復(fù)合電解液中進(jìn)行微弧氧化處理，以在所述鈦合金基體表面生成帶有TiO<subgt;2</subgt;/MoS<subgt;2</subgt;的微弧氧化層；步驟三：將帶有TiO<subgt;2</subgt;/MoS<subgt;2</subgt;的微弧氧化層的鈦合金基體浸入封孔液中，隨后進(jìn)行干燥處理，得到帶有封孔TiO<subgt;2</subgt;耐蝕層的基材；步驟四：將帶有封孔TiO<subgt;2</subgt;耐蝕層的基材放置于氣相沉積設(shè)備的真空腔室內(nèi)作為陽極，采用MoS<subgt;2</subgt;靶材及Ti靶材作為陰極，在真空度為1Pa的氬氣氛圍下進(jìn)行鍍膜處理，以在帶有封孔TiO<subgt;2</subgt;耐蝕層的基材表面形成耐磨蝕的復(fù)合涂層。本公開提高了復(fù)合涂層的耐腐蝕性。

技術(shù)研發(fā)人員：江海霞,陳俐蔓,韓東,邱龍時(shí),胡小剛,張思洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安稀有金屬材料研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6