[發(fā)明專利]一種復(fù)合涂層的空氣爐內(nèi)燒結(jié)制備工藝

有效

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• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號(hào): CN103243322A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃仲佳;陳志浩;劉明朗
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 方南

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金復(fù)合涂層制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種耐腐耐磨涂層的空氣爐內(nèi)燒結(jié)制備工藝。

背景技術(shù)

耐磨、耐蝕的合金復(fù)合涂層廣泛應(yīng)用于軍工、冶金、機(jī)械、電工、石油、航空航天、建材、電力、礦山、飼料、食品等行業(yè)。

熔結(jié)技術(shù)是制備復(fù)合涂層的重要方法之一，其熔結(jié)重熔方法主要有火焰重熔、感應(yīng)重熔、爐內(nèi)重熔、激光重熔等多種方法。

真空爐內(nèi)熔結(jié)合金涂層工藝是一種現(xiàn)代表面復(fù)合涂層制備技術(shù)，其作用是改變基體材料工作表面的成分與組織，從而得到能夠滿足耐磨、耐蝕等各種使用要求的物理性能。真空熔結(jié)形成涂層的過程是在一定的真空度條件下，把足夠而集中的熱能作用于基體金屬的涂敷表面，在很短的時(shí)間內(nèi)使預(yù)先涂敷在基體表面上的涂層合金料熔融并浸潤基體表面，開始了涂層與基體之間的擴(kuò)散互溶與界面反應(yīng)，待擴(kuò)散互溶到一定程度后就會(huì)在涂層與基體的內(nèi)界面形成一條狹窄的互溶區(qū)；冷凝時(shí)，涂層與互溶區(qū)一起重結(jié)晶，并與基體牢固結(jié)合在一起。從熔融、浸潤、擴(kuò)散、互溶以至重結(jié)晶的整個(gè)過程就是表面冶金的全部過程。經(jīng)過了這一復(fù)雜的物理與化學(xué)過程，在基體表面形成了具有優(yōu)異耐磨性、耐腐蝕性、耐沖刷性、高硬度等多功能金屬復(fù)合涂層。在保持基體材料的韌性和強(qiáng)度不變的前提下，真空熔結(jié)合金涂層的表面硬度可達(dá)60-71HRC，既不會(huì)產(chǎn)生類似淬火給工件帶來的變形和開裂缺陷，也避免了高硬度硬質(zhì)合金脆性大及難加工等問題，真空熔結(jié)合金復(fù)合涂層工藝過程無污染。

但真空爐內(nèi)熔結(jié)合金涂層工藝也存在以下缺陷：真空爐內(nèi)熔結(jié)需要真空系統(tǒng)提供真空工藝環(huán)境，設(shè)備昂貴，生產(chǎn)成本高，且加工工件的尺寸也受真空爐設(shè)備的尺寸限制，適用范圍受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合涂層的空氣爐內(nèi)燒結(jié)制備工藝，其無需保證整個(gè)爐內(nèi)處于真空環(huán)境下，成本低，適用范圍廣。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種復(fù)合涂層的空氣爐內(nèi)燒結(jié)制備工藝，所述的制備工藝包括以下步驟：

A）、涂層粉末合金漿料制備：將所需的合金粉末和粘結(jié)劑混合成涂層粉末合金漿料；

B）、涂層預(yù)制備：將涂層粉末合金漿料均勻的涂在基體的表面上；

C）、爐內(nèi)烘干：將涂有涂層粉末合金漿料的基體放置到爐內(nèi)烘干處理，將涂層粉末合金漿料中的粘結(jié)劑蒸發(fā)掉；

D）、密封涂層隔氧：用玻璃膠涂在烘干的涂層表面上，以起到隔絕空氣的作用；

E）、爐內(nèi)重熔：在空氣爐內(nèi)將基體加熱至合金粉末的重熔溫度，在基體表面形成燒結(jié)層；

F）、冷卻處理。

其中，所述的步驟A）前在基體表面上做噴砂處理，去除基體表面的氧化物并形成粗糙表面。

所述的步驟A）中在合金粉末中添加助滲劑，涂層粉末合金漿料組份按重量百分比計(jì)，分別為95%合金粉末、1%助滲劑、4%粘結(jié)劑。

所述的步驟C）中爐內(nèi)烘干溫度控制在170-200℃，烘干時(shí)間控制在50-70分鐘。

所述的步驟D）中的玻璃膠為1100-1300℃高溫硅膠。

所述的粘結(jié)劑為甘油。

所述的助滲劑為氯化銨。

采用高溫硅膠密封燒結(jié)涂層隔絕空氣，避免涂層氧化，從而避免涂層與基體之間的氧化導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度低。

采用甘油既為涂層合金粉末的粘結(jié)劑，又為助滲劑的溶劑，使得助滲劑和合金粉末更均勻的混合。

添加助滲劑，在烘干和重熔時(shí)，由于溫度升高時(shí)助滲劑分解，分解產(chǎn)物與氧化金屬反應(yīng)，還原出金屬，避免了烘干和重熔時(shí)基體氧化的影響，并增加基體對涂層合金的潤濕性，提高結(jié)合強(qiáng)度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：涂層重熔采用空氣爐內(nèi)重熔，與采用傳統(tǒng)的氮?dú)獗Ｗo(hù)或真空爐內(nèi)重熔相比，空氣爐重熔的設(shè)備便宜，生產(chǎn)成本低；加工工件尺寸規(guī)格不受真空設(shè)備尺寸限制，適用范圍廣；采用助滲劑輔助提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度，涂層與基體結(jié)合緊密，燒結(jié)層厚度均勻，操作簡單，生產(chǎn)效率高。

附圖說明

下面對本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明：

圖1為本發(fā)明復(fù)合涂層構(gòu)造示意圖。

圖中：1.涂層、2.基體。

具體實(shí)施方式

下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例，一種耐腐耐磨大面積平板工件基體表面復(fù)合涂層的空氣爐內(nèi)燒結(jié)制備工藝，其制備工藝包括以下步驟：

1）、噴砂處理：對基體表面上做噴砂處理，去除基體表面的氧化物并形成粗糙表面；