[發明專利]基于織構組合圖案提高耐磨抗疲勞涂層結合強度的結構和方法

在審

• 申請號: 201710344821.0
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107190227A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 邢志國;王海斗;馬國政;譚娜
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/10;C23C4/02
• 代理公司: 北京華圣典睿知識產權代理有限公司11510
• 代理人: 陳國偉

1.一種基于織構組合圖案提高耐磨抗疲勞涂層結合強度的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制備織構化圖案：基于生物仿生學，利用激光過程在基體表面進行正六邊形和溝槽形組合圖案的織構化加工；

2)參數調整：根據步驟1)中形成的織構化圖案調整噴涂工藝參數和織構化圖案參數，以得到具有預設邊長的正六邊形和具有預設寬度的溝槽形交替組合形成的織構化圖案，所述織構化圖案的織構步驟為：首先織構至少三列溝槽形圖案，相鄰兩列溝槽形圖案之間預留預設距離，且該預設距離大于預織構正六邊形的最長對角線的長度，而后在相鄰兩列溝槽形圖案之間織構一列正六邊形圖案；

3)涂層噴涂：利用超音速等離子噴涂方法對步驟1)所得的基體進行噴涂；

4)涂層結合強度測試和校驗：通過掃描電子顯微鏡觀察噴涂前織構的幾何形貌和噴涂后涂層橫截面的SEM形貌；使用膠粘紙把棒狀零件粘接在涂層表面，通過測量拉開零件使涂層從基片上剝離所需力的大小，求得涂層的附著力。

2.如權利要求1所述的提高涂層結合強度的方法，其特征在于，在步驟1)之前還包括基體預處理步驟，對基體的表面進行打磨清洗處理。

3.如權利要求1所述的提高涂層結合強度的方法，其特征在于，在步驟1)中所制備的織構化圖案中，其相鄰正六邊形與溝槽形之間的間距為60微米，正六邊形的邊長為以下至少一種：20微米、30微米、45微米或60微米，溝槽形的寬度為以下至少一種：15微米、25微米、40微米或60微米。

4.如權利要求3所述的提高涂層結合強度的方法，其特征在于，在步驟1)中，所用基體為FV520B。

5.如權利要求4所述的提高涂層結合強度的方法，其特征在于，步驟2)中所述噴涂工藝參數為：激光功率14W，掃描速度800mm/s，加工次數為2次。

6.如權利要求5所述的提高涂層結合強度的方法，其特征在于，所得到的織構化圖案加工深度為60微米。

7.如權利要求1-6任一項所述的提高涂層結合強度的方法，其特征在于，在步驟3)中所選用的涂層為NiCrBSi陶瓷涂層，通過超音速等離子噴涂得到厚度為500微米左右的噴涂涂層，其中NiCrBSi粉末的粒度為50-60微米。

8.一種基于織構組合圖案提高耐磨抗疲勞涂層結合強度的結構，其特征在于，包括基體、在所述基體上制備形成的織構化圖案，和在所述織構化圖案上噴涂形成的涂層；所述織構化圖案包括多列正六邊形圖案和多列溝槽形圖案，所述正六邊形圖案與所述溝槽形圖案交替分布，相鄰兩列正六邊形圖案之間設置有一列溝槽形圖案，相鄰兩列溝槽形圖案之間設置有一列正六邊形圖案。

9.如權利要求8所述的結構，其特征在于，所述織構化圖案中相鄰正六邊形與溝槽形之間的間距為60微米，正六邊形的邊長為以下至少一種：20微米、30微米、45微米或60微米，溝槽形的寬度為以下至少一種：15微米、25微米、40微米、60微米。

10.如權利要求8所述的結構，其特征在于，所述基體為不銹鋼，所述涂層為NiCrBSi陶瓷涂層。