一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法.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CN110592555A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201911008445.3C23C28/00(2006.01)(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)发明人李文生翟海民成波何东青张富邦胡春莲张绍兵安国升(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.C23C16/24(2006.01)C23C16/56(2006.01)C23C24/08(2006.01)C23C26/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法(57)摘要本发明公开了一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，先用双碳源气态化学共沉积装置在碳钢表面沉积类石墨碳膜，然后装入高气压还原气氛处理炉中进行膜-基界面强化处理，再将单层碳纤维毡平铺于类石墨碳膜碳钢基体表面，用中温高速气动频振喷涂装置将纳米钨粉喷涂在单层碳纤维毡表面，然后重复上述步骤，直至达到涂层预制厚度后，进行压应力处理，最后进行多频感应表面处理，最终得到纳米钨基耐烧蚀涂层。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，可实现纳米钨基耐烧蚀涂层的强界面和高性能。CN110592555ACN110592555A权利要求书1/1页1.一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)用双碳源在碳钢表面沉积类石墨碳膜；然后在还原气氛中进行膜-基界面强化处理，得到类石墨碳膜碳钢基体；2)将单层碳纤维毡平铺于类石墨碳膜碳钢基体表面，将纳米钨粉喷涂在单层碳纤维毡表面；然后再平铺单层碳纤维毡并喷涂纳米钨粉，重复上述步骤，直至达到涂层预制厚度，得到预制纳米钨基涂层；3)将预制纳米钨基涂层置进行压应力处理，最后进行多频感应表面处理，最终得到纳米钨基耐烧蚀涂层。2.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述碳钢为45#碳钢。3.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，表面沉积类石墨碳膜是在双碳源气态化学共沉积装置中进行的；双碳源气态化学共沉积装置的碳源为甲烷和乙炔，沉积温度840～1020℃，类石墨碳膜厚度1.1～2.6微米。4.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，膜-基界面强化处理是在高气压还原气氛处理炉内进行的；高气压还原气氛处理炉内为体积二比一氢气、一氧化碳混合气，气压为标准大气压的2.4～4.5倍，处理温度395～520℃。5.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，单层碳纤维毡的碳纤维截面直径86纳米，纤维毡网格尺寸为169纳米*172纳米，平均厚度105纳米。6.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，纳米钨粉是采用中温高速气动频振喷涂装置喷涂的；中温高速气动频振喷涂装置的气体介质为氦气，流速286～363米/秒，温度465～579℃，喷枪振动频率12～23赫兹，单次喷涂厚度160纳米。7.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，涂层预制厚度满足：碳纤维毡和纳米钨层数为7～11层。8.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，压应力处理温度342～417℃，压力45～57MPa。9.如权利要求1所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，多频感应表面处理温度1740～1930℃。10.如权利要求1至9任意一项所述的一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法，其特征在于，制得的纳米钨基耐烧蚀涂层的表面硬度大于等于67HRC，界面结合强度大于等于260MPa，涂层厚度误差小于等于0.34微米，1100℃丙烷火焰烧蚀涂层速率小于等于0.01微米/小时。2CN110592555A说明书1/7页一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法技术领域[0001]本发明涉及耐烧蚀涂层制备技术领域，特别涉及一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法。背景技术[0002]用于舰船、装甲车、飞行器等行业甲板结构件的耐高温烧蚀性是评价其使用性能的关键指标。涂层技术是提高甲板结构件耐高温烧蚀性能的经济、有效手段，但薄弱界面在高温热应力易出现开裂破坏。因此，寻找一种新方法，在强化高温耐烧蚀性能的同时，提高其层与基体界面强度至关重要。发明内容[0003]本发明是针对常见手段难以有效解决薄弱界面在高温热应力易出现开裂破坏问题的研发领域现状，提供一种纳米钨基耐烧蚀涂层的制备方法。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，可实现耐烧蚀涂层的强界面和高性能。[0004]为达到以上目的，本发明是采