本发明专利技术公开了一种热喷涂-激光原位反应复合工艺制备玻璃陶瓷涂层的方法，本发明专利技术以CrFeAlTiC复合粉末为原料，采用热喷涂-激光原位反应复合工艺制备涂层。首先通过热喷涂的方式制得CrFeAlTiC热喷涂涂层，然后进行激光重熔处理，在激光重熔过程中，复合粉末中的Cr、Fe、Al、Ti元素与O2、N2发生反应，生成玻璃陶瓷涂层，该涂层不仅界面结合性能好，表面也较为平整，综合质量较高，且可以通过调节激光功率、光斑尺寸、扫描速度等参数与CrFeAlTiC复合粉末的成分配比、反应气体成分来控制原位反应生成的玻璃陶瓷涂层的厚度(5-300μm)与整体质量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，本专利技术以CrFeAlTiC复合粉末为原料，采用热喷涂-激光原位反应复合工艺制备涂层。首先通过热喷涂的方式制得CrFeAlTiC热喷涂涂层，然后进行激光重熔处理，在激光重熔过程中，复合粉末中的Cr、Fe、Al、Ti元素与02、^发生反应，生成玻璃陶瓷涂层，该涂层不仅界面结合性能好，表面也较为平整，综合质量较高，且可以通过调节激光功率、光斑尺寸、扫描速度等参数与CrFeAlTiC复合粉末的成分配比、反应气体成分来控制原位反应生成的玻璃陶瓷涂层的厚度（5-300ym)与整体质量。【专利说明】一种热喷涂-激光原位反应复合工艺制备玻璃陶瓷涂层的 方法
本专利技术涉及玻璃陶瓷涂层
，尤其涉及一种热喷涂-激光原位反应复合工 艺制备玻璃陶瓷涂层的方法。
技术介绍
现有的结构材料不能满足某些特殊工况（如ADS系统高温、强辐射、重腐蚀的工 况）对其表面性能的要求，且开发一种针对特殊工况的新的结构材料成本较高，周期较长， 而大量研究表明，在现有结构材料表面制备涂层的方法是提高金属材料耐磨、耐腐蚀等综 合性能的重要途径之一。简单来说，涂层就是采用物理或化学的方法在材料表面制造一种 与基材结合良好，能够改善基材某一方面性能的薄层材料。 现有制备涂层的技术有很多种，包括热喷涂、激光熔覆、溶胶凝胶技术、磁控溅射、 气相沉积等。其中，采用一般粉末，通过单一热喷涂技术制备的涂层多微孔与裂纹，涂层与 基材界面结合性能较差，涂层耐腐蚀冲刷能力较弱；而即热骤冷的激光技术能制备出微观 组织较好的涂层，但是当粉末成分选择不合理或激光工艺参数控制不好时，制备的涂层多 夹杂与气孔，容易产生裂纹，疲劳力学性能偏低，且通过同步送粉与预涂敷粉末的方式制备 的涂层较厚，表面平整度较差，需进行二次加工才能获得满足工件结构性能要求的预期厚 度的涂层。
技术实现思路
本专利技术以CrFeAlTiC复合粉末为原料，通过热喷涂-激光原位反应复合工艺制备 厚度可调、界面结合性能、耐磨性能及综合力学性能良好的拟应对特殊苛刻工况的专用玻 璃陶瓷涂层。 本专利技术采用如下技术方案： 本专利技术的热喷涂-激光原位反应制备玻璃陶瓷涂层的方法的具体步骤如下： (I) CrFeAlTiC复合粉末的制备： 往纯净水中加入C-H化合物工业芡粉（通式（C6HltlO 5)n)，具体比例为 0. 05-0. 2g/100ml，然后搅拌加热成糊状； 将？(^^粉（质量分数〇%:彡60%，(：％:7.0-8.5%^6%:余量）、？64150粉（质 量分数Fe%:48-50%，A1% :余量）、FTi粉（质量分数Ti%:彡99% )按质量比（3. 5-4. 5 : 3. 5-4. 5 :1-3)通过球磨共混的方式混合均勻，将混合粉末放入制备好的C-H化合物纯净水 溶液中，C-H化合物重量占混合粉末总重量的0. 05-0. 2 %，搅拌得到混合浆料； 将混合浆料放在电炉上边加热边搅拌，把水分蒸干，将蒸干水分的物料放在鼓风 干燥箱（干燥温度60-KKTC )中进一步干燥，12h后取出； 将干燥的混合粉末物料放入球磨机中球磨破碎，过200目筛，制得CrFeAlTiC复合 粉末； (2)采用热喷涂法将步骤（1)制备的CrFeAlTiC复合粉末喷涂在工件表面，形成层 厚为50-600 μ m的CrFeAlTiC复合粉末热喷涂层，具体热喷涂工艺参数见表1 ; 表1热喷涂工艺参数 【权利要求】1. ，其特征在于：所述 方法的具体步骤如下： (1) CrFeAlTiC复合粉末的制备： 往纯净水中加入C-H化合物，然后搅拌加热成糊状； 将FCrFe粉、FeA150粉、FTi粉通过球磨共混的方式混合均匀，将混合粉末放入制备好 的C-H化合物纯净水溶液中，搅拌得到混合浆料； 将混合浆料放在电炉上边加热边搅拌，把水分蒸干，将蒸干水分的物料放在鼓风干燥 箱中进一步干燥，干燥温度60-KKTC，干燥12h后取出； 将干燥的混合粉末物料放入球磨机中球磨破碎，过200目筛，制得CrFeAlTiC复合粉 末； (2) 采用热喷涂法将步骤（1)制备的CrFeAlTiC复合粉末喷涂在工件表面，形成层厚为 50-600 μ m的CrFeAlTiC复合粉末热喷涂层； (3) 利用CO2横流激光对CrFeAlTiC复合粉末热喷涂层进行重熔处理，消除涂层中的孔 隙与裂纹，使涂层与基材形成良好的冶金结合，同时使复合粉末中的Cr、Fe、Al、Ti元素与 气氛中的O 2、N2反应，生成氧化物、氮化物玻璃陶瓷涂层。2. 如权利要求1所述的热喷涂-激光原位反应复合工艺制备玻璃陶瓷涂层的方法，其 特征在于：步骤（1)中，C-H化合物为工业芡粉，通式为（C 6HltlO5)n) ;C-H化合物与纯净水的 具体比例为 〇· 05-0. 2g/100ml ;将 FCrFe 粉、FeA150 粉、FTi 粉按质量比 3. 5-4. 5 :3· 5-4. 5 : 1-3配制复合粉末；C-H化合物重量占混合粉末总重量的0. 05-0. 2 %。3. 如权利要求1所述的热喷涂-激光原位反应复合工艺制备玻璃陶瓷涂层的方法，其 特征在于：步骤（3)中，激光处理具体工艺参数如下：4. 如权利要求1所述的热喷涂-激光原位反应复合工艺制备玻璃陶瓷涂层的方法，其 特征在于：步骤（3)中，激光处理是在以下环境中的一种中进行的：大气环境、氩气保护、通 02、通 N2。【文档编号】C23C4/06GK104213065SQ201410467912【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日 【专利技术者】邱长军, 刘赞, 陈勇, 何彬, 张曼莉, 郑文权 申请人:南华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热喷涂‑激光原位反应复合工艺制备玻璃陶瓷涂层的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：(1)CrFeAlTiC复合粉末的制备：往纯净水中加入C‑H化合物，然后搅拌加热成糊状；将FCrFe粉、FeAl50粉、FTi粉通过球磨共混的方式混合均匀，将混合粉末放入制备好的C‑H化合物纯净水溶液中，搅拌得到混合浆料；将混合浆料放在电炉上边加热边搅拌，把水分蒸干，将蒸干水分的物料放在鼓风干燥箱中进一步干燥，干燥温度60‑100℃，干燥12h后取出；将干燥的混合粉末物料放入球磨机中球磨破碎，过200目筛，制得CrFeAlTiC复合粉末；(2)采用热喷涂法将步骤(1)制备的CrFeAlTiC复合粉末喷涂在工件表面，形成层厚为50‑600μm的CrFeAlTiC复合粉末热喷涂层；(3)利用CO2横流激光对CrFeAlTiC复合粉末热喷涂层进行重熔处理，消除涂层中的孔隙与裂纹，使涂层与基材形成良好的冶金结合，同时使复合粉末中的Cr、Fe、Al、Ti元素与气氛中的O2、N2反应，生成氧化物、氮化物玻璃陶瓷涂层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱长军，刘赞，陈勇，何彬，张曼莉，郑文权，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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