一种强结合耐磨复合涂层的制备方法.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CN105506716A(43)申请公布日2016.04.20(21)申请号201510990900.X(22)申请日2015.12.25(71)申请人苏州宏久航空防热材料科技有限公司地址215400江苏省苏州市太仓市城厢镇人民南路162号(72)发明人陈照峰余盛杰(51)Int.Cl.C25D15/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种强结合耐磨复合涂层的制备方法(57)摘要一种强结合耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，将金刚石粉末、硅粉按1：1~5比例球磨混合20~40h，加入以水：无水乙醇：丙酮为1:8:1的质量分数比配制的电泳液，用玻璃棒搅拌后超声振荡10~15min。将配置好的悬浮液放置于磁力搅拌器上，插入电极材料，负极电极材料为石墨，接通电泳仪，开始在石墨上电泳沉积混合粉末，电泳沉积时间为1~10min。磁力搅拌器搅拌转速为500~1200r/min，电泳沉积结束，小心取出沉积试样，100~120℃烘干1~2h后放入高真空反应炉中，在惰性气氛下升至1500~1600℃保温1~2h，反应烧结复合涂层。本发明通过冶金反应在基体与金刚石之间形成碳化物界面，提高金刚石的结合强度，电泳沉积混合粉末颗粒均匀致密，涂层反应均匀充分，制备周期短，成本低。CN105506716ACN105506716A权利要求书1/1页1.一种强结合耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下顺序制备步骤：（1）将金刚石粉末、硅粉按1：1~5比例混合放入球磨罐内，球磨20~40h后形成混合粉末，称量一定量的混合粉末，并将称量好的混合粉体置于预先用去离子水清洗过的烧杯中；（2）以水：无水乙醇：丙酮为1:8:1的质量分数比配制电泳液，用量筒称取定量配制好的电泳液并将其倒入放有混合粉体的烧杯中，用玻璃棒搅拌后超声振荡10~15min；（3）将配置好的悬浮液放置于磁力搅拌器上，插入电极材料，正极电极材料为紫铜，不锈钢，镍，钛、铂其中一种单独使用或是混合使用，负极电极材料为石墨，接通电泳仪，开始在石墨上电泳沉积混合粉末，电泳沉积时间为1~10min，磁力搅拌器搅拌转速为500~1200r/min；（4）电泳沉积结束，小心取出沉积试样，100~120℃烘干1~2h后放入高真空反应炉中，在惰性气氛下升至1500~1600℃保温1~2h，反应烧结复合涂层，；（5）反应结束后，得到强结合耐磨复合涂层。2CN105506716A说明书1/3页一种强结合耐磨复合涂层的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种复合涂层的制备方法，特别涉及一种强结合耐磨复合涂层的制备方法。背景技术[0002]金刚石具有无与伦比的高硬度和优良的物理力学性能，使金刚石工具成为加工各种坚硬材料不可缺少的有效工具。影响金刚石工具使用寿命及性能的主要因素之一是基体对金刚石的粘接性（基体的包镶能力）。由于金刚石与一般金属和合金之间具有很高的界面能，致使金刚石颗粒不能为一般低熔点合金所浸润，粘接性极差，在传统的制造技术中，金刚石颗粒仅靠基体冷缩后产生的机械夹持力镶嵌于基体金属基中，而没有形成牢固的化学键结或冶金结合，导致金刚石颗粒在工作中易与基体金属基分离，大大降低了金刚石工具的使用寿命及性能水平。大部分孕镶式工具中金刚石的利用率较低，大量昂贵的金刚石在工作中脱落流失于废屑之中。[0003]通过选择有效的方法和适当的材料，可以提高金刚石颗粒与基体材料之间的粘附性并且增加产品的商业价值。陶瓷硬质涂层由于其物理，化学和机械性能特性在一些技术领域都引起大量关注。在这些陶瓷材料中，碳化硅是一种对基材有高粘结强度并具有优良耐磨性的有前景硬质材料。碳化硅作为金刚石复合材料结合相，由于碳化硅的热膨胀系数高于金刚石，由于热失配碳化硅会对金刚石产生一个相当可观的正压应力，极大增加了基体对金刚石的把持力。同时碳化硅亦是坚硬材料，能够增加复合材料的耐磨性能。[0004]现如今已经发展了多种方法制备金刚石基复合材料，包括块体和涂层：（1）化学气相渗透（沉积）法（CVI/CVD），一种温和的制备方法，能制备块体材料和涂层，制备温度较低，材料均质致密，能够成型各种复杂形状材料。但制备周期很长，生产成本极高，难以批量生产；（2）高温钎焊法，该法主要制备大颗粒粒径金刚石复合涂层，制备的金刚石复合涂层结合强度高，工艺周期短，但由于金属与金刚石热膨胀系数相差很大产生很大的热应力，并且熔融钎料金属会在能浸润的温度对金刚石严重侵蚀，诱导金刚石石墨化。（3）其他方法还有电泳-电镀两步沉积法、热喷涂法，生产成本低，能够批量生产，但金刚石与基体结合强度低。因此，提高金刚石复合材料综合性能是重中之重，本发明希望通过电泳沉积法结合熔渗反应法制备