[發明專利]非晶涂層制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010034262.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111154959A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 薛衛昌;趙曉兵;金孝君;陳煌
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所南昌研究院
• 主分類號: C21D6/04
• 分類號: C21D6/04;C22F1/10;C22F1/18;C22F1/08;C22F1/11;C22C30/00;C22C45/04;C22C45/10;C22C45/00
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 朱如松

本發明非晶涂層制備方法及其應用，其非晶涂層制備方法至少包括對形成于工件的非晶涂層進行深冷處理。通過本發明方案，有效實現了非晶涂層材料提高組織的均勻性，穩定尺寸，減少變形，從而改善非晶合金涂層的微觀結構，提高涂層的綜合性能。

技術領域

本發明屬于非晶合金涂層技術領域，具體涉及非晶涂層制備方法及其應用。

背景技術

非晶合金具有超高的強度、極高的耐磨性和耐腐蝕性，應用前景可觀。然而，由于受臨界冷卻速率的限制，非晶合金的應用范圍又十分有限。采用熱噴涂技術制備非晶合金涂層可以有效克服非晶合金難以形成塊體的缺點，降低生產成本，節約材料，但不足之處是非晶涂層的孔隙率較高，耐磨耐腐綜合性能有待提高。為了進一步優化非晶合金涂層結構和性能，滿足實際應用，如降低孔隙率，提高硬度、耐腐蝕性、耐磨損性等，研究者為此做了一些研究。專利CN 104480462 A，通過激光制備工藝提高了涂層的非晶含量，CN 103882363A，通過調整涂層的成份，獲得了一種耐鹽霧腐蝕的非晶涂層粉體。CN 107236921 A在Fe基非晶基體中加入氮化物陶瓷顆粒，提高了非晶涂層的韌性，抑制裂紋的擴展，從而達到提高硬度和耐磨性能的目的。CN 106141189 A通過放電等離子燒結技術及后續的激光重熔技術，獲得了硬度強度更高及耐磨性更好的非晶涂層。由上述研究可知，采用合適的成份及工藝對非晶合金涂層性能有很大影響，比如提高其硬度，降低孔隙率等，但非晶合金的綜合性能仍有待提高。

發明內容

本發明的目的在于提供的非晶涂層制備方法及其應用，有效提高非晶涂層組織的均勻性，穩定尺寸，減少變形，從而改善非晶合金涂層的微觀結構，提高涂層的綜合性能。

本發明公開的非晶涂層制備方法，至少包括對形成于工件的非晶涂層進行深冷處理。工件的非晶涂層通過采用包括而不限于等離子噴涂、超音速火焰噴涂、電弧噴涂、激光融覆以及其他工藝制備。

本發明公開的非晶涂層制備方法的一種改進，深冷處理為將所述非晶涂層置于溫度不高于-130℃的環境下進行保溫處理。

本發明公開的非晶涂層制備方法的一種改進，深冷處理采用液體法。

本發明公開的非晶涂層制備方法的一種改進，深冷處理采用氣體法。

深冷處理的液體法是將工件直接放入液氮中，處理溫度為-150℃；氣體法是通過液氮的氣化潛熱和低溫氮氣吸熱制冷，處理溫度達-196℃。

本發明公開的非晶涂層制備方法的一種改進，深冷處理的溫度為-196℃。

本發明公開的非晶涂層制備方法的一種改進，深冷處理的保溫處理時間為2-48h。

本發明公開的非晶涂層制備方法的一種改進，制備方法還包括處理后的非晶涂層于室溫環境下自然升溫至室溫。

本發明公開的非晶涂層制備方法在非晶涂層制備中的應用。進一步地，非晶涂層包括鐵基非晶涂層或鎳基非晶涂層或鋯基非晶涂層或銅基非晶涂層。

非晶涂層可以是鐵基非晶涂層、鎳基非晶涂層、鋯基非晶涂層、銅基非晶涂層以及其他成分的非晶涂層材料。

非晶涂層的制備可以采用等離子噴涂、超音速火焰噴涂、電弧噴涂、激光融覆以及其他工藝制備。

深冷處理采用液氮深冷處理系統，如采用SLX-80系統深冷處理設備，它主要包括保溫箱、進氣閥、液氮罐和溫度傳感器。其主要原理是通過控制進入保溫箱的液氮量來控制冷卻速度。溫度傳感器感應保溫箱的實時溫度，將信號傳送給閥門控制閥門的開關，從而控制進入的液氮量。將噴涂制備的涂層進行深冷處理，深冷處理溫度為-196℃，深冷時間2～48小時，待深冷處理結束后，樣品在空氣中自然升溫至室溫。