在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110643919A(43)申请公布日2020.01.03(21)申请号201911008444.9(22)申请日2019.10.22(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市七里河区兰工坪路287号兰州理工大学(72)发明人李文生胡春莲张绍兵翟海民何东青张辛健冯力(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人张海平(51)Int.Cl.C23C4/06(2016.01)C23C4/134(2016.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法(57)摘要本发明公开了一种在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，先将铁铝合金箔片与不锈钢箔片先后层叠铺展在铝基体表面，置于高真空加热炉中进行箔片—基体的粘吸处理，得到涂层预制体。然后用雾化不锈钢粉末和粒化碳化硅粉末为原料，通过超音速等离子双喷技术在涂层预制体表面制备钢结碳化硅金属陶瓷层，并将不锈钢箔片粘接在钢结碳化硅金属陶瓷层表面，再采用双喷技术得到金属陶瓷层，如此重复，最终在铝基体上完成仿贝壳结构钢基涂层的制备。此方法具有涂层厚度控制精度高，工艺稳定性和重复性较强，可实现仿贝壳结构钢基涂层的强界面和高性能。CN110643919ACN110643919A权利要求书1/1页1.一种在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铁铝合金箔片与不锈钢箔片先后层叠铺展在铝基体表面，置于高真空加热炉中进行箔片—基体的粘吸处理，得到涂层预制体；2)采用雾化不锈钢粉末和粒化碳化硅粉末为原料，通过超音速等离子双喷技术在涂层预制体表面制备钢结碳化硅金属陶瓷层；3)将不锈钢箔片粘接在钢结碳化硅金属陶瓷层表面，再采用步骤2)的超音速等离子双喷技术得到金属陶瓷层，如此重复多次步骤2)～3)，最终在铝基体上完成仿贝壳结构钢基涂层的制备。2.如权利要求1所述的在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，其特征在于，铁铝合金箔片的铝元素质量百分含量为6％～10％，厚度0.01～0.04毫米，不锈钢箔片厚度0.02～0.05毫米；箔片横向尺寸大于涂层尺寸1厘米。3.如权利要求1所述的在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，其特征在于，高真空加热炉的真空度≤10-3，粘吸处理温度275～398℃。4.如权利要求1所述的在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，其特征在于，雾化不锈钢粉末和粒化碳化硅粉末粒度分别为45～68微米和62～88微米。5.如权利要求1所述的在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，其特征在于，超音速等离子双喷技术的两个喷枪夹角60度，工作气体为丙烷，电压与电流分别为180伏特和360安培。6.如权利要求1所述的在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，其特征在于，粘结箔片用3摩尔每升聚乙烯醇缩醛酒精溶液；箔片—金属陶瓷复合层的层数为3～5层。7.如权利要求1至6任意一项所述的在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，其特征在于，制得的仿贝壳结构钢基涂层的表面硬度大于等于64HRC，界面结合强度大于等于210MPa，涂层厚度误差小于等于143微米，500℃不锈钢(304)、200牛销盘摩擦磨损速率小于等于0.09克/小时。2CN110643919A说明书1/6页在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法技术领域[0001]本发明涉及涂层制备技术领域，特别涉及一种在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法。背景技术[0002]铝合金具有大强重比和良好耐蚀性，广泛用于航空、航天、船舶、桥梁等领域。但其耐磨性及高温性能较差，难以用于轴套、外置结构件及其他接触磨损件。涂层技术是提高工业结构件耐磨及高温性能的经济、有效手段，但因铝的低熔点和质软缺点，使涂层难以兼具强界面结合与耐高温耐磨性能。因此，寻找一种涂层微结构设计及过渡层方法，强化层、基体界面，提高其耐高温耐磨性能至关重要。发明内容[0003]本发明是针对常见手段难以有效解决铝基体涂层难以兼具强界面结合与耐高温耐磨性能问题的研发领域现状，提供一种在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法。此方法具有涂层厚度控制精度高，工艺稳定性和重复性较强，可实现铝基体涂层的强界面和高性能。[0004]为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：[0005]一种在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法，包括以下步骤：[0006]1)将铁铝合金箔片与不锈钢箔片先后层叠铺展在铝基体表面，置于高真空加热炉中进行箔片—基体的粘吸处理，得到涂层预制体；[0007]2)采用雾化不锈钢粉末和粒化碳化硅粉末为原料，通过超音速等离子双喷技术在涂层预制体表面制备钢结碳化硅金属陶瓷层；[0008]3)将不锈钢箔片粘接在钢结碳化硅金属