[發(fā)明專利]一種冷噴涂技術(shù)制備耐蝕耐磨鋁基非晶復(fù)合涂層的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910812480.4
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110616424A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳杰;馬冰;賈利;崔烺;劉光;馮勝強;鄭子云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國兵器科學(xué)研究院寧波分院
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;C22C45/08
• 代理公司: 33102 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

一種冷噴涂技術(shù)制備耐蝕耐磨鋁基非晶復(fù)合涂層的方法，其特征在于包括以下步驟：配料：按照質(zhì)量百分比稱取Al?Ni?RE非晶粉末50～90wt％、陶瓷增強相材料粉末50～10wt％，將上述兩種粉末置于機械混料機中混合后制得噴涂粉末；預(yù)處理：對基材表面依次進行清洗和噴砂粗化處理；冷噴涂：將上述制備的噴涂粉末裝入冷噴涂設(shè)備的送粉器中，再將預(yù)處理后的基材固定在噴涂夾具上，設(shè)定冷噴涂工藝參數(shù)后，用冷噴涂工藝在基材表面制備鋁基非晶復(fù)合涂層。本發(fā)明制備工藝簡單合理，制備的鋁基非晶復(fù)合涂層硬度高，涂層具有良好的抗蝕性，且耐磨性能大幅提高，是用于鋁合金和鎂合金材料表面耐腐蝕、耐磨損防護的理想選擇。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種冷噴涂技術(shù)制備耐蝕耐磨鋁基非晶復(fù)合涂層的方法。

背景技術(shù)

鋁基非晶合金具有遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)鋁合金的性能，例如低密度、高強度和優(yōu)異的耐蝕性、耐磨性等一系列優(yōu)點，在能源化工、海洋裝備及航空航天等領(lǐng)域的表面耐蝕防護方面優(yōu)勢明顯。然而鋁基非晶合金室溫下塑性變形能力較差，這限制了其作為整體結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用。因此，通過噴涂制備技術(shù)獲得鋁基非晶涂層的方法，在保證基材力學(xué)性的情況下，同時保持鋁基非晶涂層優(yōu)異的耐蝕耐磨性能，是鋁基非晶在耐蝕耐磨防護領(lǐng)域應(yīng)用的理想途徑。

冷噴涂技術(shù)是一種新興發(fā)展的噴涂技術(shù)，可以實現(xiàn)高質(zhì)量金屬、陶瓷及金屬陶瓷的制備。在冷噴涂過程中，通過非氧化性氣流束加速噴涂粒子，噴涂粒子以高的速度和動能撞擊基材形成涂層。冷噴涂具有成本低、效率高、環(huán)保、可實現(xiàn)復(fù)合涂層及厚涂層制備等特點，與傳統(tǒng)熱噴涂相比，冷噴涂在較低的溫度條件下形成涂層，因而可以避免非晶的氧化、晶化，在制備鋁基非晶涂層方面具有明顯的優(yōu)勢，同時，冷噴涂過程中氣流與粒子溫度較低，對基體組織結(jié)構(gòu)的熱影響非常小，可防止熱噴涂過程中基地材料氧化等問題，保持材料原有的優(yōu)異性能。

經(jīng)查，現(xiàn)有專利申請?zhí)枮镃N201810952377.5的中國專利“一種鋁基碳化硼復(fù)合涂層制備方法”公開了一工藝過程，其包括原料預(yù)處理、基材預(yù)處理、涂層冷噴涂和涂層后處理共四個步驟，其中涂層組分是采用簡單的碳化硼粉和鋁合金粉的混合粉末，并且，需要對于工件進行預(yù)熱，要求100℃以上，后面還需要熱處理，加熱到350～500℃，會嚴(yán)重影響基材的性能，特別是對于鎂合金材料，幾乎無法應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種冷噴涂技術(shù)制備耐蝕耐磨鋁基非晶復(fù)合涂層的方法，制備工藝簡單，且制備的涂層具有優(yōu)異的耐蝕耐磨性能。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種冷噴涂技術(shù)制備耐蝕耐磨鋁基非晶復(fù)合涂層的方法，其特征在于包括以下步驟：

1)配料：以Al-Ni-RE非晶材料作為涂層的基礎(chǔ)相，按照質(zhì)量百分比稱取Al-Ni-RE非晶粉末50～90wt％、陶瓷增強相材料粉末50～10wt％，將上述兩種粉末置于機械混料機中混合后制得噴涂粉末；

2)預(yù)處理：對基材表面依次進行清洗和噴砂粗化處理；

3)冷噴涂：將上述制備的噴涂粉末裝入冷噴涂設(shè)備的送粉器中，再將預(yù)處理后的基材固定在噴涂夾具上，設(shè)定冷噴涂工藝參數(shù)后，用冷噴涂工藝在基材表面制備鋁基非晶復(fù)合涂層。

作為優(yōu)選，所述的Al-Ni-RE非晶粉末中Al元素含量為82～90wt.％，Ni含量為6～10wt.％，RE為稀土元素Y和La中的一種或兩種，含量為4～8wt.％，Al-Ni-RE非晶粉末為球形形貌，粉末粒徑為5～30μm。

優(yōu)選，所述的陶瓷增強相材料粉末為SiC、Al₂O₃、TiC、c-BN中的一種或幾種，粉末粒徑為5～25μm。

進一步，所述步驟2)中的基材為鎂合金或鋁合金材料，噴砂粗化處理的的工藝參數(shù)為：噴砂壓力為0.2～0.8MPa，噴砂時間為5～15s，噴砂用砂丸目數(shù)為100～200目。