[發明專利]耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110059367.0
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112899603B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 尹付成;謝小龍;歐陽雪枚;王鑫銘;葉平;胡靜嫻
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/129;C22C29/14;C22C30/00;C23C2/06
• 代理公司: 深圳精智聯合知識產權代理有限公司 44393
• 代理人: 夏聲平

本發明實施例公開了一種耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層及其制備方法。所述方法可例如包括：高熵合金粉末制備步驟：將質量百分比分別為1.96％～2.9％、24.06％～48.73％、17.11％～25.35％、17.11％～25.35％和15.09％～22.34％的鋁、鐵、鎳、鈷和鉻制備為AlFeNiCoCr高熵合金粉末；金屬陶瓷粉末制備步驟：將所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末、FeB和Mo制備為FeB?Mo?AlFeNiCoCr金屬陶瓷粉末，其中所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末的質量百分含量為12％，所述FeB的質量百分含量為73～83％，所述Mo的質量百分含量為5～15％；金屬陶瓷涂層制備步驟：將所述FeB?Mo?AlFeNiCoCr金屬陶瓷粉末進行活性燃燒高速燃氣噴涂得到金屬陶瓷涂層。本實施例的制備方法提升了金屬陶瓷涂層的耐熔融鋅腐蝕性能，同時也提高了耐磨損性能。

技術領域

本發明涉及金屬腐蝕與防護技術領域，尤其涉及一種耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層制備方法和一種耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層。

背景技術

熱浸鍍鋅是一種防護鋼鐵等金屬材料免受大氣環境腐蝕最經濟有效的方法之一，熱浸鍍鋅產品因其具有優良的耐腐蝕性、成型性和裝飾性被廣泛應用于板、管、絲、帶以及五金電器零件。然而，由于熔融鋅對幾乎全部單金屬和絕大多數合金具有很強的腐蝕性，因此金屬熔體腐蝕一直都是困擾鍍鋅行業的世界難題；尤其是沉浸在金屬熔體中的設備或部件，受到金屬熔體強烈的腐蝕與磨損，造成設備頻繁更換、生產效率下降的問題，這既帶來了巨大的經濟損失，又造成了資源的浪費。目前，耐熔融鋅腐蝕的材料主要有鈷基超合金材料、陶瓷材料以及金屬陶瓷材料等。其中，鈷基超合金材料價格昂貴且耐熔融鋅腐蝕性能一般；陶瓷材料脆性大，容易因為裂紋的形成和擴展而失效；金屬陶瓷結合了金屬良好的韌性和陶瓷優異的耐腐蝕性能，雖然相比其他材料具有更好的耐熔融鋅腐蝕性能，然而金屬粘結相往往成為金屬陶瓷涂層在熔融鋅中失效的主要原因。

發明內容

因此，為克服現有技術中的至少部分缺陷和不足，本發明實施例提供一種耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層制備方法和一種耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層。

一方面，本發明實施例提供了一種耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層制備方法，包括：高熵合金粉末制備步驟：將質量百分比分別為1.96％～2.9％、24.06％～48.73％、17.11％～25.35％、17.11％～25.35％和15.09％～22.34％的鋁、鐵、鎳、鈷和鉻制備為AlFeNiCoCr高熵合金粉末；金屬陶瓷粉末制備步驟：將所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末、FeB和Mo制備為FeB-Mo-AlFeNiCoCr金屬陶瓷粉末，其中所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末的質量百分含量為12％，所述FeB的質量百分含量為73～83％，所述Mo的質量百分含量為5～15％；金屬陶瓷涂層制備步驟：將所述FeB-Mo-AlFeNiCoCr金屬陶瓷粉末進行活性燃燒高速燃氣噴涂得到金屬陶瓷涂層。

本實施例提供的耐熔融鋅腐蝕的金屬陶瓷涂層制備方法，通過將鋁、鐵、鎳、鈷和鉻制備為AlFeNiCoCr高熵合金粉末，然后將所述AlFeNiCoCr高熵合金粉末、FeB和Mo制備為FeB-Mo-AlFeNiCoCr金屬陶瓷粉末，再將所述FeB-Mo-AlFeNiCoCr金屬陶瓷粉末進行活性燃燒高速燃氣噴涂得到金屬陶瓷涂層；其中，FeB作為硬質相，具有良好的耐蝕性；Mo和AlFeNiCoCr高熵合金作為粘結相，AlFeNiCoCr高熵合金可以改善硼化物的脆性，Mo和Zn之間的潤濕性差，在450℃不和Zn發生共晶反應，而且具有良好的耐磨性，這樣制得的FeB-Mo-AlFeNiCoCr金屬陶瓷涂層可以解決傳統的金屬陶瓷涂層材料中粘結相的耐熔融鋅腐蝕性能差的問題，從而提升了FeB-Mo-AlFeNiCoCr金屬陶瓷涂層的耐熔融鋅腐蝕性能，同時也提高了耐磨損性能。