CN106498477A - 一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法 - Google Patents

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鞠鹏飞
苏培博
沙春生
宋晓航
奚昊敏
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Abstract

本发明涉及一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，包括了钛合金从氧化前处理到微弧氧化的全部工序流程，步骤如下：步骤1，对钛合金氧化前进行检查；步骤2，进行有机溶剂除油；步骤3，进行化学除油；步骤4，进行热水洗；步骤5，进行纯水洗；步骤6，微弧氧化处理；步骤7，进行冷水洗；步骤8，进行纯水洗；步骤9，干燥处理；步骤10，进行包装。与现有技术相比，本发明的优点在于：该工艺简单易操作，成本低，适用于复杂几何结构钛合金结构件，制备的膜层均匀致密，与基体结合力好，同时具有良好的耐蚀性与耐磨性。

Description

一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法
技术领域
本发明为一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，属于材料表面处理技术领域。
背景技术
钛合金具有比强度高、弹性模量小、耐腐蚀性好等优点，广泛用于航空航天等有强度要求的结构件中。为进一步提高航天结构件用钛合金的耐腐蚀性、耐磨性能等，采用微弧氧化技术在钛合金表面原位生长出陶瓷膜层。钛合金微弧氧化膜层属电化学转化膜层，是阀金属（铝、镁、钛等）表面处理技术中一种常用的方法，该方法目前在航天领域已得到广泛应用。通常在钛合金表面制备微弧氧化膜层使其具有特定的功能特性，同时也能作为一种功能性涂层实现钛合金基材被动热控的功能。
此外，随着航天器向大型化、高精度和多功能方向发展，航天器有效载荷不断增加，航天领域对轻型、高性能材料的需求日益得到国内外的关注。钛合金作为轻金属在减轻结构重量的同时能保证相当的结构强度，广泛应用于复合材料中。为了加强其紧固强度，需要对其进行表面强化处理，从而保证承力构件的性能，保障航天器的可靠性。因此，提高钛合金承力结构件的耐腐蚀性、耐磨性以及胶结性能显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明创造性地提出了在钛合金产品表面进行微弧氧化处理，获得能够提高钛合金与胶黏剂之间结合强度的涂层，通过该方法可以得到剪切强度不低于20MPa的陶瓷涂层。
为了解决上述技术问题，本发明一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，包括了钛合金从氧化前处理到微弧氧化的全部工序流程，步骤如下：
步骤1，对钛合金氧化前进行检查；
步骤2，进行有机溶剂除油；
步骤3，进行化学除油；
步骤4，进行热水洗；
步骤5，进行纯水洗；
步骤6，微弧氧化处理；
步骤7，进行冷水洗；
步骤8，进行纯水洗；
步骤9，干燥处理；
步骤10，进行包装。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该工艺简单易操作，成本低，适用于复杂几何结构钛合金结构件，制备的膜层均匀致密，与基体结合力好，同时具有良好的耐蚀性与耐磨性。
具体实施方式
本发明一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，包含钛合金从氧化前处理到微弧氧化的各个工序的配方、操作方法、工艺参数等详细内容。
具体步骤如下：氧化前检查→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→纯水洗→微弧氧化→冷水洗→纯水洗→干燥→包装
其中，有机溶剂除油
采用航空汽油进行除油，自然凉干后转下道工序。
其中，化学除油
溶液成分：
表1 化学除油工艺
碳酸钠（Na2CO3） 30--60g/L
硅酸钠（Na2SiO3） 20--30g/L
磷酸钠（Na3PO4） 40--60 g/L
表面活性剂 少许
温度 70-80℃
时间 5-10min
其中，微弧氧化
在钛合金表面制备微弧氧化膜层，其电解液由以下成分组成：磷酸三钠10-30g/L。
工艺参数如下：电流密度10~20A/dm2，频率50-300Hz，占空比30~45%，时间5-10min，温度10-30℃。
其中，干燥在干燥箱中进行干燥处理。
操作条件：温度： 85±5℃时间： 30 min
其中，包装用棉纸包扎零件并放入专用包装箱中。

Claims (6)

1.一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对钛合金氧化前进行检查；
步骤2，进行有机溶剂除油；
步骤3，进行化学除油；
步骤4，进行热水洗；
步骤5，进行纯水洗；
步骤6，微弧氧化处理；
步骤7，进行冷水洗；
步骤8，进行纯水洗；
步骤9，干燥处理；
步骤10，进行包装。
2.如权利要求1所述的一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，其特征在于，所述步骤2中采用航空汽油进行除油，自然凉干后转下道工序。
3.如权利要求1所述的一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，其特征在于，所述步骤3中，化学除油溶液成分：碳酸钠（Na2CO3）：30-60g/L、硅酸钠（Na2SiO3）：20-30g/L、磷酸钠（Na3PO4）：40-60 g/L、表面活性剂；温度：70-80℃；时间：5-10min。
4.如权利要求1所述的一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，其特征在于，所述步骤6中，在钛合金表面制备微弧氧化膜层，其电解液由以下成分组成：磷酸三钠10-30g/L；工艺参数如下：电流密度10~20A/dm2，频率50-300Hz，占空比30~45%，时间5-10min，温度10-30℃。
5.如权利要求1所述的一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，其特征在于，所述步骤9在干燥箱中进行干燥处理，操作条件：温度：85±5℃、时间：30 min。
6.如权利要求1所述的一种用于提高钛合金表面胶结强度的方法，其特征在于，所述步骤10中用棉纸包扎零件并放入专用包装箱中。
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