润滑科技信息平台

专利摘要

本发明提供了一种钛合金表面改性方法：本发明对石墨烯进表面处理，通过调节颗粒生长速度后使用热解法在石墨烯表面包覆上纳米级氧化铜，通过间歇球磨制备预制涂层的混合粉末，减少石墨烯结构损伤的同时降低石墨烯表面原位反应的激活能。在一定范围的工艺参数下进行激光熔覆，通过激光束激活石墨烯表面的快速原位反应，生成增强相并增强与基体的结合强度。本方法操作简单，效率高，制备的涂层组织致密，与基体结合紧密，耐高温磨损性能好。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311065467.X
申请日期:
2023-08-23
专利申请人:
南昌大学
分类号:
C23C24/10 ; B22F9/04 ; B22F1/12 ; C23C18/12
发明/设计人:
权利要求: 1.一种钛合金表面改性方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、向活化石墨烯的分散液中加入硫酸铜溶液混合，再加入十六烷基三甲基溴化铵，混合液搅拌加热保温后抽滤得到前驱体，前驱体经焙烧得到氧化铜包覆石墨烯粉末；其中，所述活化石墨烯为石墨烯依次经过酸化、致敏化和活化处理得到；步骤2、将步骤1所得氧化铜包覆石墨烯粉末与Ti粉末、Al粉末和CeO2粉末混合球磨；步骤3、将步骤2球磨所得混合粉末铺于钛合金表面，利用激光熔覆制备钛合金表面自润滑耐磨高温涂层。2.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤1所述酸化处理具体为：配制浓硝酸与浓硫酸体积比3:1的混合酸液，按每100mL混合酸液加入0.5g石墨烯配成石墨烯混合液，将石墨烯混合液室温静置1-2h后于80℃条件下搅拌2-4h，抽滤、水洗得到酸化石墨烯粉末。3.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤1所述致敏化处理具体为：将酸化处理后的石墨烯转入含ClCH2COONa、NaOH的水溶液中搅拌进行羧基纯化，洗净后再转入含SnCl2、HCl的水溶液中搅拌，得到敏化石墨烯。4.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤1所述活化处理具体为：将敏化石墨烯洗净，转入含PbCl、HCl的水溶液中活化，最后洗净抽滤干燥得到表面具有催化核的活化石墨烯粉末。5.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤1中活化石墨烯与硫酸铜的添加量之比按氧化铜占氧化铜包覆石墨烯粉末总质量40％-60％进行配比。6.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤1混合液搅拌加热保温处理的温度为50-80℃，保温时间10-12h，还需调节pH值为9-11；前驱体焙烧于氩气环境下进行，焙烧温度为300-400℃，焙烧时间4-6h。7.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤2各粉末混合质量比为：10％-20％氧化铜包覆石墨烯粉末、2.7％-5.4％Al粉末、0.5％-1.0％CeO2粉末，其余为Ti粉末；氧化铜包覆石墨烯粉末中氧化铜颗粒尺寸为5-20nm，Al粉末粒度为50-100nm，CeO2粉末粒度为20-50nm。8.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤2所述混合球磨条件为：球磨转速200-300rpm，球料比为8-10:1；每球磨30min后停止静置5-10min，球磨总时长2-4h。9.根据权利要求1所述钛合金表面改性方法，其特征在于，步骤3所述激光熔覆工艺参数为：激光功率1.0-1.5kW，扫描速度为40-60mm/s，光斑直径为3-5mm，搭接率为40％-60％，保护气体为氩气，流速为20-30L/min。