[發明專利]一種氣缸套內壁隔熱耐磨復合涂層及制備方法

在審

• 申請號: 201910165633.0
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109778104A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 張超;黃博;肖金坤;朱崇湘;夏園
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/11;C23C4/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

1.一種氣缸套內壁隔熱耐磨復合涂層，其特征在于，所述涂層位于氣缸套(6)的內表面，所述涂層包括交替布置的陶瓷隔熱層和金屬耐磨層，其中所述涂層厚度為200-300μm，每層陶瓷隔熱層的厚度為20-100微米，每層金屬耐磨層的厚度為50-200微米，陶瓷隔熱層總層數為2-5，金屬耐磨層總層數為3-6。

2.根據權利要求1所述的復合涂層，其特征在于，所述陶瓷隔熱層為Al₂O₃-13％TiO₂層(17)，所述金屬耐磨層為Mo層(16)。

3.一種制備權利要求1-2任一項所述的復合涂層的方法，其特征在于，所述方法采用具有雙路送粉器的內孔等離子噴涂系統進行涂層的制備，所述方法采用的雙路噴涂粉末分別為陶瓷粉末和金屬粉末，具體包括如下步驟：

(1)對氣缸套(6)內壁進行預處理；

(2)預備陶瓷粉末和金屬粉末，調試內孔等離子噴涂系統，待用；

(3)進行噴涂，采用雙路送粉方式將金屬粉末與陶瓷粉末同時送入等離子弧焰流(4)中，將氣缸套(6)固定在旋轉工作臺(8)上，氣缸套(6)繞自身軸線旋轉，通過控制程序使內孔等離子噴涂系統的內孔噴槍槍頭(3)伸入氣缸套(6)內部上下往復移動，調節粉末參數和送粉參數，調控軌跡，獲得分層結構的復合涂層(18)。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)具體為：

(1-1)對待噴涂氣缸套內表面用丙酮進行超聲清洗處理并干燥；

(1-2)對氣缸套內壁進行噴砂粗化處理。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中在進行噴涂之前通過噴槍空走預熱。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的調控軌跡具體為：通過調整粉末的松裝密度，和/或通過調節送粉的氣流量，來調整粉末在等離子弧焰流(4)中的軌跡。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述陶瓷粉末為Al₂O₃-13％TiO₂粉，所述金屬粉末為Mo粉，其中，Al₂O₃-13％TiO₂粉末較輕，處于等離子弧焰流(4)的上方，Mo粉較重，處于等離子弧焰流(4)的下方，兩種熔融粉末顆粒在焰流中不同的飛行軌跡使得在基體(15)表面噴涂得到層狀復合涂層(18)。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述Al₂O₃-13％TiO₂粉的粒度范圍為15-45μm，所述金屬Mo粉的粒度范圍為-74-+44μm；兩種粉末的送料比為：Al₂O₃-13％TiO₂粉末質量百分比為15％-25％，Mo粉質量百分比為75％-85％。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括步驟(3)之后，將噴涂好的氣缸套(6)包裹石棉以防止氣缸套驟冷導致涂層裂開。

10.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述噴槍空走預熱后氣缸套(6)內壁溫度在200-300℃，噴涂結束后氣缸套(6)表面溫度在250℃以內；等離子噴涂電流為500-550A，電壓為60-65V，Ar流量為40-60L/min，H₂流量為5-10L/min，送粉器流量為3-8L/min，送粉速度為5-50g/min，噴涂次數為2-10次，制得涂層厚度為200-300μm。