[發(fā)明專利]一種含有鈦酸鋁的船側(cè)板鐵基高鉻陶瓷復(fù)合涂層及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510313418.2
• 申請(qǐng)日: 2015-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105002452A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張家俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬鞍山市興隆鑄造有限公司
• 主分類號(hào): C23C4/06
• 分類號(hào): C23C4/06;C22C30/00;C22C32/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金涂層領(lǐng)域，尤其涉及一種含有鈦酸鋁的船側(cè)板鐵基高鉻陶瓷復(fù)合涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

解決材料耐海水腐蝕的途徑有多種,?表面涂層防護(hù)是一種常用的方法。在該領(lǐng)域,?除了應(yīng)用廣泛的有機(jī)涂層外,?熱噴涂鋅鋁合金層也是常用的海洋鋼構(gòu)長(zhǎng)效防腐蝕方法。但是熱噴涂需要嚴(yán)格的表面前處理,?在潮濕的海洋大氣中施工受到一定限制。另外有機(jī)涂層和熱噴涂鋅鋁合金防腐層的抗沖擊磨損性能很差。

等離子束表面冶金技術(shù)以等離子弧為熱源,?采用同步送粉方式,?在鋼鐵等材料表面熔覆一層合金層,?具有成分可調(diào)范圍大、不需要嚴(yán)格前處理,?涂層致密均勻無(wú)孔隙、與基體呈冶金結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)。等離子束表面冶金涂層已大量成功應(yīng)用于高耐磨和耐沖擊場(chǎng)合,?是一種發(fā)展前景廣闊的金屬表面高抗沖擊抗磨損保護(hù)新技術(shù)。《鐵基高鉻等離子束表面冶金涂層耐海水腐蝕性能》一文使用鐵、鉻等元素進(jìn)行等離子束表面冶金技術(shù)噴涂，得到的涂層具有較好的耐腐蝕性、致密性，但是還是存在易剝落、耐腐蝕性不夠持久，耐磨性差，耐沖擊性不好，抗菌抗污性差等缺點(diǎn)，需要改進(jìn)。

《TiAl-B₄C?復(fù)合材料耐海水腐蝕性研究》一文通過(guò)熱壓燒結(jié)制備的10wt%?～?40wt%?TiAl?含量的TiAl?/B4C?復(fù)合材料在天然海水中進(jìn)行60?天的全浸實(shí)驗(yàn)，通過(guò)SEM?對(duì)試樣的腐蝕形貌進(jìn)行觀察表征，XＲD?分析相結(jié)構(gòu)對(duì)腐蝕過(guò)程進(jìn)行推測(cè)，結(jié)合電化學(xué)阻抗測(cè)試對(duì)試樣耐腐蝕能力的強(qiáng)弱進(jìn)行具體定量化的分析。結(jié)論表明，TiAl?/B₄C具有良好的抗海水腐蝕性能，而且質(zhì)量輕，耐磨性好，抗氧化性好，具有金屬和陶瓷相結(jié)合的特性，將該材料用于船側(cè)板的冶金涂層將會(huì)對(duì)涂層的性能產(chǎn)生有益的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種含有鈦酸鋁的船側(cè)板鐵基高鉻陶瓷復(fù)合涂層及其制備方法，該涂層耐腐蝕性、抗氧化性好，熱膨脹率小，防止開(kāi)裂。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種含有鈦酸鋁的船側(cè)板鐵基高鉻陶瓷復(fù)合涂層，其特征在于由下列重量份的原料制成：石墨粉1.6-1.8、鉻粉25-27、鎳粉4.3-4.6、硅粉4.1-4.4、硼粉0.3-0.4、鐵粉40-42、TiAl?粉末10-12、B₄C?粉末20-21、鈦酸鋁2-2.5、氟化鈉0.7-0.9、藍(lán)晶石粉3-4、氧化鈉0.2-0.3。

所述的含有鈦酸鋁的船側(cè)板鐵基高鉻陶瓷復(fù)合涂層，其特征在于：

（1）將TiAl?粉末與B₄C?粉末、藍(lán)晶石粉、鈦酸鋁進(jìn)行球磨混合，送入真空爐，在1580-1630?℃，相對(duì)應(yīng)壓力為14?MPa-17?MPa?條件下，保溫30-60?min，取出，水冷，破碎，再進(jìn)行球磨，至粒徑小于130μm，得到粉末；

（2）將其他剩余成分與第（1）步得到的粉末混合，進(jìn)行球磨至粒徑為60-180μm，得到鐵基陶瓷混合粉末；

（3）將灰鑄鐵表面去除表面氧化物，用等離子束表面冶金設(shè)備將鐵基陶瓷混合粉末噴涂到灰鑄鐵基體上，涂層厚度為3-5mm，即得。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明冶金涂層使用了鐵基高鉻材料，具有優(yōu)異的耐海水腐蝕性能；通過(guò)使用TiAl、B₄C，通過(guò)合金化處理，使得陶瓷相和金屬相緊密結(jié)合，提高了與鐵基材料的結(jié)合性、耐海水腐蝕性、耐沖擊性和耐磨性；通過(guò)使用鈦酸鋁、氟化鈉、藍(lán)晶石粉，提高了涂層的耐腐蝕性、抗氧化性，降低了熱膨脹率，防止開(kāi)裂。

具體實(shí)施方式

一種含有鈦酸鋁的船側(cè)板鐵基高鉻陶瓷復(fù)合涂層，由下列重量份（公斤）的原料制成：石墨粉1.7、鉻粉26、鎳粉4.5、硅粉4.2、硼粉0.4、鐵粉41、TiAl?粉末11、B₄C?粉末21、鈦酸鋁2.3、氟化鈉0.8、藍(lán)晶石粉3.5、氧化鈉0.3。

所述的含有鈦酸鋁的船側(cè)板鐵基高鉻陶瓷復(fù)合涂層，其特征在于：

（1）將TiAl?粉末與B₄C?粉末、藍(lán)晶石粉、鈦酸鋁進(jìn)行球磨混合，送入真空爐，在1630?℃，相對(duì)應(yīng)壓力為17?MPa?條件下，保溫40?min，取出，水冷，破碎，再進(jìn)行球磨，至粒徑小于130μm，得到粉末；

（2）將其他剩余成分與第（1）步得到的粉末混合，進(jìn)行球磨至粒徑為60-180μm，得到鐵基陶瓷混合粉末；

（3）將灰鑄鐵表面去除表面氧化物，用等離子束表面冶金設(shè)備將鐵基陶瓷混合粉末噴涂到灰鑄鐵基體上，涂層厚度為4mm，即得。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：