一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法.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CN110760841A(43)申请公布日2020.02.07(21)申请号201911196118.5(22)申请日2019.11.29(71)申请人南昌大学地址330013江西省南昌市红谷滩新区前湖大道999号(72)发明人王文琴潘昌桂王德李玉龙艾凡荣刘东雷(74)专利代理机构南昌市平凡知识产权代理事务所36122代理人姚伯川(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)B23K11/08(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法(57)摘要一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，包括铝合金基板（1）表面预处理、铁基粉末（2）和铁基非晶薄片（3）的铺覆、电阻缝焊四个过程。具体步骤如下:（a）铝基体表面的预处理；（b）铁基粉末和铁基非晶薄片的铺覆；（c）将准备好的试样放在电阻缝焊设备的电极轮下，采用脉冲电源（5）通电加压，随着电极轮（4）的转动，铁基粉末和铁基非晶薄片焊接在基体上形成非晶纳米晶复合涂层。本发明对基体的热影响小，适合于低熔点的铝合金等；涂层厚度从几十个微米到几个毫米可调，非晶可转化成性能更优良的非晶纳米晶，涂层结合强度高；设备简单易操作，效率高，易实现工业生产。CN110760841ACN110760841A权利要求书1/1页1.一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括铝合金表面预处理、金属粉末和非晶薄片的铺覆、电阻缝焊四个过程；具体步骤如下:（1）铝基体表面的预处理：将铝合金板用砂纸打磨，再用丙酮清洗，去除表面的氧化膜和油污等杂质；（2）金属粉末和非晶薄片的铺覆：将一定厚度的金属粉末铺覆于铝基体表面，放入真空干燥箱中干燥；再将一定厚度的非晶薄片用丙酮清洗后覆盖在金属粉末表面；（3）将准备好的试样放在电阻缝焊设备的电极轮下，进行通电加压，随着电极轮的转动，金属粉末和非晶薄片焊接在基体上形成非晶纳米晶复合涂层。2.按照权利要求1所述一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，其特征在于，所述铝合金板，厚度为0.1-10mm，板宽和板长不限，采用100-1000目的砂纸打磨试样表面后用丙酮超声波清洗干净。3.按照权利要求1所述一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，其特征在于，所述金属粉末包括熔点高于铝合金的铁基粉末或镍基粉末，粒度为10-100μm，形状为球形或无规则形。4.按照权利要求1所述一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，其特征在于，所述非晶薄片为铁基非晶薄片或铝基非晶薄片；非晶薄片厚度为0.1-5mm。5.按照权利要求1所述一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，其特征在于，所述真空干燥箱的干燥温度为100℃-150℃。6.按照权利要求1所述一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，其特征在于，所述电阻缝焊设备包括中频逆变、交流变频、单相交流或横纵电阻缝焊机。7.按照权利要求1所述一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，其特征在于，所述电阻缝焊设备的脉冲电流频率为10-1000HZ、脉冲电流1-10kA、焊接压力为1-100kN，焊接速度为0.1-10m/min。2CN110760841A说明书1/2页一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种铝合金表面非晶纳米晶涂层的制备方法，属金属表面改性技术领域。背景技术[0002]目前，常用的非晶纳米晶复合涂层制备方法主要有激光熔覆和热喷涂等技术。热喷涂技术的应用最为广泛，它具有很高的加热温度和喷涂速度，使喷涂颗粒在快速熔化凝固过程中产生很高的冷却速率，从而为非晶纳米晶复合涂层的形成提供良好条件。激光熔覆具有快冷快热的特点，它是利用高能密度的激光束将合金与基体材料表面快速熔化后产生极高的温度梯度，从而制备非晶纳米晶复合涂层。CN103128421B公开了“一种铁基非晶/纳米晶复合涂层的制备方法”，采用手工电弧焊，但是生产效率低，同时铝合金焊接性差，基体和涂层结合处容易产生气孔、飞溅。CN200710065282.3公开了“一种等离子熔覆铁基非晶纳米晶涂层及其制备方法”，生产效率高，焊接质量好，但是涂层和基体热膨胀系数等物理性能参数的差异性，在热输入下产生裂纹。这些方法的特点是高热源和快冷快热，容易导致熔点较低的铝合金基体产生变形或组织变化，因此不太适合于铝合金。[0003]研究表明，非晶合金在持续脉冲电流下可形成纳米晶，但是由于非晶和铝合金的焊接性能差。必须寻求一种解决方法，不会引起焊材变形和组织转变，适合于铝合金等低熔点金属，同时操作简单且易于实现自动化和机械化。发明内容[0004]本发明的目的是，针对现在制备涂层方法的不足，提供一种简单可行，易于实现自动化机械化和