【技术实现步骤摘要】
一种钨铜合金表面隔热/抗烧蚀一体化复合涂层及其制备方法
本专利技术属于高温功能陶瓷防护涂层材料领域，特别涉及一种钨铜合金表面隔热/抗烧蚀一体化复合涂层及其制备方法。
技术介绍
由于稀土离子掺杂后将导致氧化锆基陶瓷材料晶格中存在一定含量的氧空位，声子散射作用变强，且掺杂离子半径较大时使得晶格中声子频率和平均自由程下降，从而降低声子传播速度，有助于降低氧化锆基陶瓷材料的热导率。利用等离子喷涂工艺将低热导率陶瓷材料沉积到高温金属合金表面，由于等离子喷涂陶瓷涂层中孔穴基本是扁平的且平行于金属基底，孔穴的排布方向与涂层的热流方向垂直，因此等离子喷涂低热导率陶瓷涂层具有优异的低热导率特性，可以起到隔热作用，提供优异的隔热效果。研究表明当表面温度为1200℃时，陶瓷表层的厚度每提高25.4μm，金属基底表面温度可降低约4～6℃，通过在钨铜合金表面涂覆低热导率陶瓷涂层是快速、有效地提高其耐高温能力的主要手段之一。在超高温应用工况条件下，由于钨铜合金超过一定温度时将产生明显的氧化、熔化或渗铜现象，从而严重影响合金材料的使用性能...
【技术保护点】
1.一种钨铜合金表面隔热/抗烧蚀一体化复合涂层，其特征在于，从钨铜合金表面开始，从下到上依次包括金属黏结层、陶瓷内层、陶瓷过渡层和陶瓷外层，所述陶瓷内层为氧化铝层，所述陶瓷过渡层为氧化铝-稀土锆酸盐层，所述陶瓷外层为稀土锆酸盐层。/n
【技术特征摘要】
1.一种钨铜合金表面隔热/抗烧蚀一体化复合涂层，其特征在于，从钨铜合金表面开始，从下到上依次包括金属黏结层、陶瓷内层、陶瓷过渡层和陶瓷外层，所述陶瓷内层为氧化铝层，所述陶瓷过渡层为氧化铝-稀土锆酸盐层，所述陶瓷外层为稀土锆酸盐层。
2.根据权利要求1所述的一体化复合涂层，其特征在于，所述金属黏结层的厚度为0.03~0.10mm；所述陶瓷内层的厚度为0.05~0.10mm；所述陶瓷过渡层的厚度为0.05~0.20mm；所述陶瓷外层的厚度为0.10~0.60mm。
3.根据权利要求1所述的一体化复合涂层，其特征在于，所述金属黏结层为NiCrAlY、CoCrAlY或CoNiCrAlY；所述氧化铝-稀土锆酸盐层中，氧化铝的质量百分含量为4~50%；所述稀土锆酸盐层中稀土元素为镧、铈、钆或铪中的任一种。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的一体化复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）钨铜合金基底粗化；
（2）采用大气等离子喷涂工艺在步骤（1）处理后的钨铜合金基底上制备一层金属黏结层；
（3）采用大气等离子喷涂工艺将氧化铝喷涂粉末沉积在步骤（2）的金属黏结层表面得到陶瓷内层；
（4）采用大气等离子喷涂工艺将氧化铝-稀土锆酸盐喷涂粉末沉积在步骤（3）的陶瓷内层表面得到陶瓷过渡层；
（5）采用大气等离子喷涂工艺将稀土锆酸盐喷涂粉末沉积在步骤（4）的陶瓷过渡层表面得到陶瓷外层，从而完成钨铜合金表面隔热/抗烧蚀一体化复合涂层制备。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝喷涂粉末粒径为35~149μm，所述氧化铝-稀土锆酸盐喷涂粉末粒径为37~98μm，所述稀土锆酸盐喷涂粉末粒径为18~124μm。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，粗化工艺为：将钨铜合金基底置于喷砂机中进行喷砂处理，工艺参数为：压力控制为0.1~0.5MPa，喷砂距离为40~150mm，砂子粒径为60~100μm，喷砂时间为3~10min；
所述步骤（2）中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为28~35L/min，氢气流量为6~11L/min，电流大小控制为500~550A，功率为28~38kW，送粉氩气流量为1.5~3.0L/min，送粉量为5%~25%，喷涂距离为60~130mm；
所述步骤（3）中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为30~40L/min，氢气流量为8~12L/min，电流大小控制为530~580A，功率为30~42kW，送粉氩气流量为2.0~5.0L/min，送粉量为5%~30%，喷涂距离为80~130mm；
所述步骤（4）中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为25~35L/min，氢气流量为6~11L/min，电流大小控制为530~580A，功率为25~35kW，送粉氩气流量为2.0~5.0L/min，送粉量为25%~40%，喷涂距离为80~130mm；
所述步骤（5）中，大气等离子喷涂工艺参数为：氩气流量为35~45L/min，氢气流量为8~14L/min，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄文质，刘海韬，甘霞云，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。