[發(fā)明專(zhuān)利]一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110481586.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113186524A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁建輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州朋眾新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/10;C22C29/06;F23M11/00
• 代理公司: 蘇州佳博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32342
• 代理人: 唐毅

本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層，所述防護(hù)涂層由復(fù)合粉體制備而成，所述復(fù)合粉體按質(zhì)量百分比包括：85wt％～90wt％金屬陶瓷粉末、5wt％～10wt％WS₂粉末、5wt％～10wt％氟化物粉末，所述氟化物粉末由CeF₃、LaF₃按照質(zhì)量比1:1混合而成，該防護(hù)涂層耐磨性能好，本發(fā)明還公開(kāi)一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層的制備方法，該方法操作簡(jiǎn)單，獲得的防護(hù)涂層與基材結(jié)合強(qiáng)度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂層防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，燃燒室的溫度不斷提升，各種熱端部件工作環(huán)境愈發(fā)惡劣，需要在燃燒室內(nèi)壁形成防護(hù)涂層，以保證基體材料使用過(guò)程中不會(huì)超過(guò)其最高使用溫度，從而保證熱端部件的使用壽命盡可能延長(zhǎng)。

傳統(tǒng)制備涂層的方法較多，如粉末法、漿料法、氣相沉積、真空噴鍍、浸入法、高溫噴涂法及焊接熔覆等方法。其中熱噴涂是一種應(yīng)用極為廣泛的涂層制備方法。該方法制備涂層成本較低、制備效率高。但該技術(shù)制備的涂層存在一定的孔隙率，且涂層與基材之間為機(jī)械嵌合，結(jié)合強(qiáng)度不高，在高溫及應(yīng)力狀態(tài)下易發(fā)生開(kāi)裂或剝離，該方法所制備的涂層不宜在高載荷，高速工作的零部件應(yīng)用。

為此，亟需提供一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層及其制備方法，以獲得致密度高、結(jié)合強(qiáng)度好的防護(hù)涂層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有孔隙率高、結(jié)合強(qiáng)度低的問(wèn)題，而提出的一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層，所述防護(hù)涂層由復(fù)合粉體制備而成，所述復(fù)合粉體按質(zhì)量百分比包括：85wt％～90wt％金屬陶瓷粉末、5wt％～10wt％WS₂粉末、5wt％～10wt％氟化物粉末，所述氟化物粉末由CeF₃、LaF₃按照質(zhì)量比1:1混合而成。

所述金屬陶瓷粉末由1wt％～3wt％的微量元素、30wt％～35wt％為Cr₃C₂和余量為NiCr組成。

所述微量元素包括稀土元素、硅、硼和氧化鑭中一種或幾種。

所述防護(hù)涂層厚度為1～3mm。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還采用了如下技術(shù)方案：一種高溫摩擦環(huán)境下燃燒室內(nèi)壁防護(hù)涂層的制備方法，其包括：

第一步、獲得復(fù)合粉體；

第二步、復(fù)合粉體制成涂覆物并涂在預(yù)處理的基材表面，獲得預(yù)置涂層；

第三步、利用激光束對(duì)所得預(yù)置涂層表面進(jìn)行掃描，使預(yù)置涂層接受激光照射后熔化。

第一步具體采用如下方法：將CeF3粉末和LaF3粉末按照質(zhì)量比1:1的比例混合得到氟化物粉末，然后將85wt％金屬陶瓷粉末、5wt％～10wt％WS2粉末、5wt％～10wt％氟化物粉末混合，通過(guò)高能球磨以及網(wǎng)篩過(guò)程，制得復(fù)合粉體。

第二步具體采用如下方法：將復(fù)合粉體用粘結(jié)劑調(diào)制成糊狀后均勻涂覆在已經(jīng)預(yù)處理后的基材表面，涂覆厚度為1～3mm，在50℃烘干箱中靜置后獲得預(yù)置涂層。

第三步中所述激光熔覆參數(shù)包括：激光功率為1500～3000W，掃描線(xiàn)速度為0.05～0.3m/s，離焦量為30～90mm。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

(1)利用激光熔覆技術(shù)激光束能量密度集中，利用率高，且在惰性氣體條件下加工避免了氧化反應(yīng)的發(fā)生，制備出致密度高、與基材結(jié)合強(qiáng)度好的防護(hù)涂層，解決了傳統(tǒng)涂層高溫下耐磨性下降的問(wèn)題。