一种多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法.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CN109440044A(43)申请公布日2019.03.08(21)申请号201811452786.5(22)申请日2018.11.30(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人宋鹏李青黄太红陆建生(51)Int.Cl.C23C4/073(2016.01)C23C4/134(2016.01)C23C4/11(2016.01)C23C4/10(2016.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法(57)摘要本发明公开了一种多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法，属于耐磨涂层材料技术领域。本发明采用等离子喷涂法在预处理的金属基体喷涂厚度为70~100μm的粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金，然后再采用等离子喷涂法在粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金表面喷涂耐磨陶瓷层；以质量分数计，粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金中含有Co0.01~10%、Cr0.01~24%、Y0.01~2%、Al7~12%，其余为Ni。本发明通过改变涂层微观结构即将耐磨陶瓷涂层片状或块状转化为颗粒状，并在陶瓷层中形成微孔，陶瓷层中硬质相的颗粒状可以增强涂层的耐磨性，微孔有利于润滑液体保存，延长工件润滑时间，并且其颗粒状陶瓷层中的残留造孔润滑剂可自润滑，继而增强涂层的润滑作用，可大幅增强耐磨涂层的润滑耐磨作用，增加涂层的综合力学性能，提高涂层的寿命。CN109440044ACN109440044A权利要求书1/1页1.一种多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将金属基体进行打磨、清洗、喷砂的前处理使金属基体表面粗糙度达到Ra>16；（2）配制粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金粉末，以质量分数计，其中粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金粉末中含有Co0.01~10%、Cr0.01~24%、Y0.01~2%、Al7~12%，其余为Ni；采用等离子喷涂法在步骤（1）前处理的金属基体喷涂粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金至粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金层厚度为70~100μm得到金属基/粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金；（3）将陶瓷粉末和造孔润滑剂粉末混合均匀并进行球磨至粒径为20~50μm，过筛、干燥得到陶瓷层粉末；其中陶瓷粉末为Al2O3和/或TiO2，陶瓷粉末为Al2O3和TiO2时，TiO2占陶瓷粉末总质量的0.01~40%；陶瓷层粉末中造孔润滑剂粉末占总质量的6~10%；造孔润滑剂粉末为B4C、BN或MgO；（4）采用等离子喷涂法在步骤（2）金属基/粘结层Ni-Co-Cr-Al-Y合金表面喷涂步骤（3）的陶瓷层粉末至陶瓷涂层厚度为220~320μm即得多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层。2.根据权利要求1所述多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）金属基体为低碳钢、钴基合金或镍基合金，金属基体厚度为0.6~3.5mm。3.根据权利要求1所述多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2）中等离子喷涂法的喷涂电流为500~550A、N2速率为2100~2400mL/h、喷涂距离为70~100mm、送粉电压为8~10V、待喷涂金属基体预热温度500~800℃。4.根据权利要求1所述多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：步骤（4）中等离子喷涂法的喷涂电流为450~500A、N2速率为2300~2600mL/h、喷涂距离为80~110mm、送粉电压为6~8V。5.权利要求1~4任一项所述多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法所制备的多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层。2CN109440044A说明书1/6页一种多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方法，属于耐磨涂层技术领域。背景技术[0002]表面摩擦磨损是最常见的表面失效方式之一，为了达到降低表面磨损的目的，润滑相对摩擦界面是人们以及工业应用上常见的手段。摩擦是导致能量消耗、影响能量转换效率、摩擦界面材料损失首要原因，因此润滑是解决摩擦磨损问题的重要且有效的手段。由摩擦磨损对经济以及能源造成的损失，因此需要研究优于传统润滑减摩、减损的关键技术，解决表面摩擦磨损造成的问题。[0003]目前，在耐磨工件领域，为了降低耐磨工件表面摩擦造成的摩擦磨损失效和工件在相对摩擦下发热的问题，传统的方法通过热喷涂方法喷涂适当厚度的陶瓷涂层，继而在工件工作时，在陶瓷涂层通过添加润滑油来减小摩擦磨损失效和发热问题。但是工件耐磨性和工件表面润滑依然无法满足工况条件。发明内容[0004]针对现有技术中耐磨工件的的摩擦磨损失效问题，本发明提供一种多孔耐磨热喷涂陶瓷涂层的制备方