[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)耐海水腐蝕磨損復(fù)合涂層的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811058511.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109280876A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李博;高義民;李聰;鄭巧玲;李燁飛;劉志偉;鄭開宏;王娟
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/073;C23C4/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)耐海水腐蝕磨損復(fù)合涂層的制備方法，首先對基底試樣進(jìn)行噴砂、清洗處理，然后對基底試樣進(jìn)行預(yù)熱處理，最后采用等離子噴涂技術(shù)在基底表面制備NiCrAlY?Mo涂層，涂層與基底之間噴涂一層NiAl結(jié)合層，結(jié)合層與涂層、基底之間結(jié)合較好。加入金屬元素Mo后，涂層的顯微硬度由329.8HV升高為342.5HV，在海水環(huán)境中的摩擦系數(shù)由0.36降低為0.25，磨損率由4.6×10^?5mm³/N.m降低為3.9×10^?5mm³/N.m。涂層具有優(yōu)異的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)耐海水腐蝕磨損復(fù)合涂層的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著陸地資源消耗的增加，海洋資源的研究和利用不斷增加。因此，輪船、石油采集平臺、海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)等海洋裝備的綜合性能需要不斷提高，以滿足海洋工程不斷發(fā)展的需求。特別對于海洋裝備的摩擦部件來說，它們直接與海水接觸，同時有嚴(yán)重的腐蝕和磨損。腐蝕和磨損之間的協(xié)同作用是非常復(fù)雜的，涉及到物理、機(jī)械、化學(xué)和電化學(xué)之間的交互作用。在腐蝕磨損過程中，材料表面的保護(hù)鈍化膜會被摩擦力剝掉，而新的鈍化膜又很難生成，因此，電化學(xué)腐蝕一般發(fā)生在鈍化膜和新的表面膜之間。腐蝕將會改變接觸表面的硬度、粗糙度和微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變材料的磨損過程。在大多數(shù)條件下，腐蝕磨損引起材料的損耗不是腐蝕與磨損的簡單總和，而要大于它們的總和。在海水環(huán)境中，腐蝕和磨損的協(xié)同作用會使海洋裝備機(jī)械部件的可靠性、安全性及使用壽命大大降低。因此，迫切需要利用材料科學(xué)理論及最新的研究成果提高海洋裝備機(jī)械零部件在海水環(huán)境中的抗腐蝕磨損性能。等離子噴涂技術(shù)可以有效改善機(jī)械部件的表面結(jié)構(gòu)，為其表面提供有效的保護(hù)，有效提高其在海水環(huán)境中的抗腐蝕磨損性能。

NiCrAlY作為一種典型的鎳基合金，主要由NiAl、Ni₃Al金屬間相和鎳基固溶體組成，表面形成的惰性氧化膜可有效保護(hù)金屬的溶解。因此，NiCrAlY合金可以提供一種腐蝕和耐磨性的平衡組合，作為腐蝕環(huán)境中具有優(yōu)異耐磨性能的材料具有非常大的應(yīng)用潛力。Mo具有固溶強(qiáng)化作用，可有效提高材料的機(jī)械性能，同時，還可有效提高材料的耐磨性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高強(qiáng)耐海水腐蝕磨損復(fù)合涂層的制備方法，采用等離子噴涂技術(shù)制備NiCrAlY-Mo復(fù)合涂層，進(jìn)一步提高涂層在海水環(huán)境中的耐腐蝕磨損性能。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)耐海水腐蝕磨損復(fù)合涂層的制備方法，對基底試樣表面進(jìn)行預(yù)熱處理；將 NiCrAlY和Mo粉末混合均勻制成混合料，采用等離子噴涂技術(shù)將制備的混合料噴涂在清洗好的基底表面NiCrAlY-Mo復(fù)合涂層。

具體的，先對基底試樣進(jìn)行打磨處理，然后對打磨好的基底試樣進(jìn)行噴砂處理，噴砂處理后進(jìn)行超聲清洗。

進(jìn)一步的，噴砂處理所用的砂子為剛玉，噴砂處理后將基底試樣在酒精中超聲清洗 30～60min。

具體的，NiCrAlY和Mo粉末具體為：

按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，NiCrAlY為85～95％，Mo為5～15％。

具體的，噴涂前，先將混合均勻的NiCrAlY和Mo粉末在真空干燥箱中進(jìn)行烘干處理，然后將基底試樣表面預(yù)熱至300～500℃。

進(jìn)一步的，噴涂使用的氣體為Ar和H₂，Ar的流量為38～45L/min，H₂的流量為4.5～6L/min，噴涂角度為80～100°，送粉率為40～45g/min，電流為500～550A，電壓為50～60V，噴涂距離為 100～110mm。

具體的，預(yù)熱處理后，先在復(fù)合涂層與基底材料之間噴涂一層NiAl結(jié)合層，然后再噴涂混合料。