一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法及复合材料.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CN111893479A(43)申请公布日2020.11.06(21)申请号202010761088.4(22)申请日2020.07.31(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路13号(72)发明人牛文娟李旭王强王璐毛轩(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人马贵香(51)Int.Cl.C23C24/04(2006.01)B22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法及复合材料(57)摘要本发明提供了一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法及复合材料，该制备方法以非晶合金粉末为原料，粉末喷涂前进行液氮‑室温循环深冷处理，增加非晶合金中流变单元的数量，使非晶颗粒在撞击过程中更容易产生剪切带，提高非晶合金的宏观塑性以及沉积效率，可有效提高涂层的非晶度。本发明复合材料的抗腐蚀以及耐磨损性能较好。本发明采用冷喷涂技术能够有效保留原始粉末的非晶结构和性能，制备的涂层具有较高的硬度及良好的耐磨损性能，可应用于金属表面改性领域。CN111893479ACN111893479A权利要求书1/1页1.一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，包括如下过程：非晶合金粉末为原料，对所述原料进行液氮-室温循环深冷处理，然后使用冷喷涂方法将经过液氮-室温循环深冷处理的原料沉积到基体表面，得到嵌入式复合非晶涂层；对所述原料进行液氮-室温循环深冷处理的过程包括：将原料在液氮中冷冻5-10min，然后取出，再在室温环境保温5-10min，按照上述过程在液氮和室温环境重复处理若干次，之后将处理完的原料真空干燥去除水分。2.根据权利要求1所述的一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，对所述原料进行液氮-室温循环深冷处理时，将原料放置在冻存管中，冻存管的直径为10-20mm，然后将装有原料的冻存管放在液氮中浸泡5-10min，然后将冻存管取出，放置在室温环境保温5-10min，在液氮和室温环境重复处理12-20次。3.根据权利要求1所述的一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，在真空干燥的温度为40-80℃下，干燥时间为4-6h。4.根据权利要求1所述的一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，非晶合金粉末的粒度范围为5-30μm，非晶合粉末形状为球形粉或不规则形状粉末。5.根据权利要求1所述的一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，使用冷喷涂方法将经过液氮-室温循环深冷处理的原料沉积到金属基体表面时，喷涂距离为5-40mm，气体静止压力为0.7-1.5MPa，气体预热温度为：200-500℃，喷枪移动速率为：5-100mm/s，送粉速率为1-50g/min。6.根据权利要求1所述的一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，所述基体采用金属基体或无机非金属基体，当基体为金属基体时，所述基体材质为铝合金、镁合金、钛合金、铜合金或镍基合金；当基体为无机非金属基体时，所述基体的材质采用聚合物。7.根据权利要求1所述的一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，冷喷涂过程中采用的工作气体为氮气、氦气和压缩空气中的一种或几种的混合气体。8.根据权利要求1所述的一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法，其特征在于，冷喷涂前对基体的表面进行清洁。9.一种复合材料，其特征在于，包括基体以及设置于基体表面的嵌入式复合非晶涂层，所述嵌入式复合非晶涂层采用权利要求1-7任意一项所述的方法制得。2CN111893479A说明书1/5页一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法及复合材料技术领域[0001]本发明涉及表面改性领域，具体涉及一种利用冷喷涂制备嵌入式复合非晶涂层的方法及复合材料。背景技术[0002]相较于传统晶体材料，非晶合金由于具有独特的短程有序，长程无序的原子排列结构，相较于传统晶态合金，其组织成分更加均匀，理化性能也呈各向同性。且非晶组织中不存在晶界、位错等晶体缺陷，具有优异的耐腐蚀、耐磨损性能，以及较高的抗拉强度和弹性模量，受到了科学界和工程界的广泛关注，具有巨大的应用潜力。所以在晶态金属材料表面制备非晶态合金涂层，不仅可以提高基体表面耐久性，还可以修复表面受损的零部件，延长零部件的服役寿命，具有良好的工业应用价值和经济效益。目前，制备非晶涂层的技术主要有激光熔覆和热喷涂技术，但在制备过程中均涉及到高温以及原材料的重熔，非晶合金材料发生氧化、晶化的现象难以避免，此外，沉积过程中非晶涂层的快速冷却易导致缩孔的产生，因而热喷涂、激光熔覆等技术所制备的非晶合金涂层的组织