[發(fā)明專利]一種復(fù)合電沉積-高頻感應(yīng)原位合成NiAl系金屬間化合物涂層的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110340296.1
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113089057A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘成剛;陳翔;龔明川;趙新;房成潔;馬開江;何鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D5/48
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李丹

本發(fā)明公開了一種復(fù)合電沉積?高頻感應(yīng)原位合成NiAl系金屬間化合物涂層的制備方法，首先，對將基體表面進(jìn)行前處理；接著，再配以硫酸鎳、氯化鎳、硼酸和十二烷基硫酸鈉為主要成分，以鋁粉為分散相經(jīng)充分?jǐn)嚢璧脧?fù)合鍍液，通過合理設(shè)置電沉積參數(shù)，在施加電流狀態(tài)下鋁粉與基質(zhì)金屬鎳發(fā)生共沉積；最后，用高頻感應(yīng)原位合成方法對共沉積涂層進(jìn)行熱處理得到NiAl系金屬間化合物涂層。本發(fā)明工藝簡單、加熱效率高、成本低、基體性能惡化少，獲得涂層光滑、致密、氣孔率低、結(jié)合強(qiáng)度高、涂層表面光滑、致密、氣孔率低、結(jié)合強(qiáng)度高、基體機(jī)械性能惡化小。它克服冷預(yù)壓制坯孔隙率低、界面結(jié)合強(qiáng)度低的缺點(diǎn)及加熱爐熱處理時(shí)間長、基體機(jī)械性能惡化的缺點(diǎn)。它可以廣泛應(yīng)用在工模具及結(jié)構(gòu)零部件等表面處理和再制造，提高它們的壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料表面工程的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合電沉積-高頻感應(yīng)原位合成NiAl系金屬間化合物涂層的制備方法。

背景技術(shù)

NiAl系金屬間化合物具有熔點(diǎn)高、硬度高、比重輕、熱導(dǎo)率高、高的抗氧化性和高溫穩(wěn)定性以及良好的抗冷熱疲勞性能。NiAl系金屬間化合物，有望取代現(xiàn)有的鎳基及鐵基高溫合金，應(yīng)用于更高的溫度和更惡劣的環(huán)境中。為了改善鋼鐵的高溫性能，常常在其表面涂覆一層NiAl系金屬間化合物涂層。在各種原位合成NiAl系金屬間化合物涂層的表面技術(shù)中，自蔓延高溫合成(SHS)技術(shù)是一種快速、簡單、經(jīng)濟(jì)且界面清潔的方法。但是，由于Ni-Al反應(yīng)體系放熱少，金屬基體導(dǎo)熱快，常常導(dǎo)致涂層-基體界面處溫度低，使界面處涂層和金屬基體熔化少，進(jìn)而導(dǎo)致涂層與金屬基體的結(jié)合性能不佳。尤其在制備薄涂層時(shí)，這種現(xiàn)象更嚴(yán)重。所以，常常要采用輔助熱源將基體預(yù)熱或提升基體表面的溫度。其中高頻感應(yīng)具有工藝簡單、加熱速度快、熱損少、加熱效率高、無污染、加工質(zhì)量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以作為自蔓延復(fù)合涂層的輔助熱源。但是，采用冷壓坯具有高的孔隙率，這導(dǎo)致原位合成的NiAl系金屬間化合物涂層孔隙率高，與此同時(shí)，在原位合成中，冷壓坯和金屬基體間的間隙大也導(dǎo)致界面結(jié)合性能不佳。所以，有必要降低冷壓坯孔隙率以及冷壓坯與金屬基體的間隙。金屬基體表面電沉積Ni-Al合金具有低的孔隙率和間隙，是一種提高原位合成NiAl系金屬間化合物涂層的有效方法。但是，目前大多數(shù)復(fù)合電沉積Ni-Al合金直接使用，涂層主要是Ni和Al的復(fù)合涂層，而不是NiAl系金屬間化合物涂層。有少數(shù)將復(fù)合電沉積Ni和Al的復(fù)合涂層經(jīng)過加熱爐熱處理進(jìn)而獲得NiAl系金屬間化合物涂層，但是熱處理溫度高、時(shí)間長，嚴(yán)重影響基體機(jī)械性能。目前，復(fù)合電沉積-高頻感應(yīng)原位合成NiAl系金屬化合物涂層很少。