[發明專利]一種耐磨耐腐蝕鎳基合金涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201410267307.8
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104032256B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 朱鵬超;張利軍;薛祥義;李金山
• 申請（專利權）人: 西安西工大超晶科技發展有限責任公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種鎳基合金涂層，特別是涉及一種耐磨耐腐蝕鎳基合金涂層的制備方法。

背景技術

在現今的技術范圍內，除少數貴金屬外，金屬材料會與周圍介質發生化學反應或電化學反應而遭受到腐蝕。此外，金屬表面受各種機械作用而引起的磨損以極為嚴重，大量的金屬構件因腐蝕和磨損而失效。據統計，每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材中產量的10％。因此，發展金屬表面防護和強化技術是各國普遍關心的問題。隨著尖端科學和現代工業的發展，各工業部門越來越多的要求機械設備能在高參數(高溫、高壓、高速度和高度自動化)和惡劣的工況條件(如嚴重的磨損和腐蝕)下長期穩定的運行，因此對材料的性能也更提出更高的要求。

采用高性能的高級材料制造整體設備及零件以獲得表面防護和強化的效果顯然是極不經濟的，有時甚至是不可能的。所以，研究和發展材料的表面處理技術就具有重大的技術和經濟意義。而表面處理技術也在這種需求的推動下獲得了飛速的發展和提高。熱噴涂技術就是其中之一，所謂熱噴涂，就是利用某種熱源，如電弧、等離子弧、火焰等將粉末狀或絲狀的金屬或非金屬噴涂材料加熱到熔融或半熔化狀態，然后靠熱源自身的動力或外加的高速氣流霧化并以一定的速度噴射到經過預處理的工件材料表面，依靠噴涂材料的物理變化和化學變化，與工件材料結合而形成具有各種功能的表面覆蓋涂層的一種技術。按熱源分，熱噴涂又分為火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂和激光噴涂等。在材料表面采用等離子噴涂技術制備涂層，能大幅度提高材料的耐磨、耐腐蝕性能，是減少部件損耗的有效方法，成為表面強化的首選方法。通過等離子噴涂技術進行材料表面的強化，可以很好的提高材料的使用壽命和安全性。鎳基合金具體良好的高溫性能和耐磨耐腐蝕性能，是較為理想的涂層材料。現階段，采用火焰噴涂、電弧噴涂等方式得到的涂層僅能滿足一般的耐磨或耐腐蝕性能，而激光噴涂的成本較高，效率低，不利于批量生產。對于航空、航天、精密機械加工等行業的產品要求，這些方法已不能滿足其需要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，提供了一種耐磨耐腐蝕鎳基合金的制備方法，得到的鎳基合金涂層致密，涂層表面均勻，涂層與工件的結合強度良好。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

1)工件表面清理：對工件待噴涂表面進行清理，使表面露出金屬光澤；

2)噴砂粗化：對步驟1)清理后的工件表面進行噴砂粗化；

3)工件表面清洗：對噴砂粗化后的工件表面進行清洗；

4)熱噴涂：采用超音速等離子噴涂系統和等離子噴槍，在經清洗后的工件表面噴涂一層厚度為40-60μm的鎳合金涂層，噴涂完后，于空氣中自然冷卻，得到鎳基合金涂層；其中，噴涂的工藝參數如下：功率為30～40KW，送粉速率為20～30g·min^-1，主汽流量為90～110L·min^-1，噴涂距離為90～110mm。

所述清理采用砂紙打磨或機械加工的方法進行。

所述噴砂粗化采用的噴涂材料為白剛玉。

所述白剛玉的粒度為60～100目。

噴砂粗化時，噴砂距離100～150mm。

所述清洗是采用丙酮進行清洗的。

完成步驟3)后將工件放置在旋轉夾具上再進行步驟4)。

所述超音速等離子噴涂系統的型號為HEP-Jet型，等離子噴槍的型號為SG-100型。

所述鎳合金涂層的材料為Ni60A合金粉末、Ni70合金粉末或Ni75合金粉末。

所述Ni60A合金粉末、Ni70合金粉末或Ni75合金粉末的粒度為150-325目。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果：本發明采用超音速等離子噴涂技術制備耐磨耐腐蝕鎳基合金的方法，得到的鎳基合金涂層致密，涂層表面均勻，涂層與工件的結合強度良好，并且涂層表面合金顆粒無脫落，同時由于鎳基合金具有很好的耐腐蝕性能，所得到的涂層能夠很好的滿足在300℃高溫條件下耐磨耐腐蝕的技術要求。本發明得到的涂層質量好，能夠滿足航空、航天、精密機械加工等行業的產品要求，并且本發明提高了制備鎳基合金涂層的工作效率，降低了成本，利于批量生產。

附圖說明

圖1為涂層斷面圖；

圖2為涂層的形貌的掃描電鏡圖。

具體實施方式