一种高温耐磨耐蚀复合涂层及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种高温耐磨耐蚀复合涂层及其制备方法和用途

【技术实现步骤摘要】
一种高温耐磨耐蚀复合涂层及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于金属陶瓷及其复合材料领域，特别涉及一种高温耐磨耐蚀复合涂层及其制备方法和用途
。

技术介绍

[0002]高温耐磨耐蚀涂层是利用热喷涂的方式将金属
‑
陶瓷复合材料与基体材料相结合，提高零件在高温下的耐磨性，降低零件的磨损，提高其使用寿命的一种表面技术
。
可以用于航空航天
、
电力
、
冶金等高温相对运转部件上
。
[0003]现有的高温耐磨耐蚀涂层常在涂层内添加硬质耐高温陶瓷颗粒提高其硬度和耐磨性，但陶瓷材料与金属之间物相差别大，相容性及润湿性较低，界面结合弱，陶瓷分散性差，性能提升有限
。
[0004]相关专利
(
申请号
201611072897.4)
公开了一种
GH4708
镍基高温合金抗高温耐磨涂层的防护方法，其采用热处理的方式在零件表面制备抗高温耐磨涂层，其公开了：加工成零件后渗铝，渗铝后再经
800℃
±
20℃
×
10
～
20h
，空冷时效
。
还公开了：将装有零件的渗铝包在
450℃
±
20℃
的温度下保温
2h
～
4h
，随炉升温到
900℃
～
950℃
温度保温5～
10h
渗铝
。
该专利存在以下缺陷：
(1)
零件需要在高温炉内经高温渗铝，对零件的尺寸有较大的限制，异形及大尺寸的零件难以进行处理
。(2)
零件渗铝周期长，需要长时间在高温下进行保温，效率较低
。
[0005]相关专利
(
申请号
201310558378.9)
公开了一种钢件表面高温耐磨涂层的制备方法，其公布了液态浸铝镀锌和复合扩散处理获得
Fe
‑
Al
金属间化合物和少量
Al2O3复合涂层的方法，其公开了：工艺流程包括前处理
(
碱洗
、
酸洗
、
助镀
)、
浸镀铝和扩散处理；浸镀铝在
720
‑
800℃
铝液中浸镀1‑
10min
；在保护气氛或真空中进行
850
‑
1100℃、1
‑
5h
和
400
‑
600℃
空气中
20
‑
30min
的复合扩散退火
。
通过调整扩散处理温度和时间，得到不同厚度的含金属间化合物和少量
Al2O3
复合耐磨涂层
。
该专利存在以下缺陷：工艺处理工序多，需要在高温中较长时间的浸镀对薄板件等热影响较大
。
[0006]因此，提供一种高温耐磨耐蚀复合涂层及其简易的制备方法，同时能够满足异型尺寸零件的高效制备，这是亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种高温耐磨耐蚀复合涂层及其制备方法和用途
。
本专利技术的高温耐磨耐蚀涂层具有良好的硬度和耐磨性，在室温下的显微硬度和平均拉伸结合强度高，对比未设置复合涂层的基体
(
材质为高温合金
)
，在室温下
、400℃、600℃、800℃
的平均有效的耐磨性可提高
10
倍以上
。
[0008]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种高温耐磨耐蚀复合涂层，所述高温耐磨耐蚀复合涂层包括富镍区
、
富铬区
、
氧化物和
M
x
C
y
，其中，
M
为
Cr
和
Ti
中的至少一种，
x
和
y
满足化学式的化合
价平衡，所述氧化物为氧化铝和氧化硅中的至少一种，所述富镍区主要包括镍，所述富铬区主要包括铬
。
[0010]本专利技术中，“富镍区主要包括镍”指的是，该区域内
70
％以上
(
例如
70
％
、75
％
、80
％
、85
％
、90
％
、92
％
、95
％
、97
％
、98
％或
100
％
)
质量成分为镍单质，还可能存在部分其他元素的固溶体
。
[0011]本专利技术中，“富铬区主要包括铬”指的是，该区域内
70
％以上
(
例如
70
％
、75
％
、80
％
、85
％
、90
％
、92
％
、95
％
、97
％
、98
％或
100
％
)
质量成分为铬单质，还可能存在部分其他元素的固溶体
。
[0012]本专利技术的高温耐磨耐蚀复合涂层是一种多相复合涂层，其中的富镍区
、
富铬区
、
氧化物和
M
x
C
y
相互分散，使得涂层的性能优异，结构致密，内聚强度高，孔隙率低，涂层内无明细裂纹
、
缺陷，且陶瓷与金属间无明显的界面分层
。
[0013]本专利技术的高温耐磨耐蚀涂层具有良好的硬度和耐磨性，结合性好
。
在室温下的显微硬度和平均拉伸结合强度高，对比未设置复合涂层的基体
(
材质为镍基高温合金
GH4169
，这是行业内应用较为广泛的高温合金
)
，在室温下
、400℃、600℃、800℃
的平均有效的耐磨性可提高
10
倍以上
。
[0014]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果
。
[0015]在一个实施方式中，
M
x
C
y
的平均粒径为
0.5
μ
m
～
1.5
μ
m
，例如
0.5
μ
m、0.7
μ
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高温耐磨耐蚀复合涂层，其特征在于，所述高温耐磨耐蚀复合涂层包括富镍区
、
富铬区
、
氧化物和
M
x
C
y
，其中，
M
为
Cr
和
Ti
中的至少一种，
x
和
y
满足化学式的化合价平衡，所述氧化物为氧化铝和氧化硅中的至少一种，所述富镍区主要包括镍，所述富铬区主要包括铬
。2.
根据权利要求1所述的高温耐磨耐蚀复合涂层，其特征在于，所述高温耐磨耐蚀复合涂层的厚度为
150
μ
m
～
250
μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的高温耐磨耐蚀复合涂层，其特征在于，所述高温耐磨耐蚀复合涂层的孔隙率为
0.2
％～
0.5
％
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的高温耐磨耐蚀复合涂层，其特征在于，所述高温耐磨耐蚀复合涂层在室温下的显微硬度为
600HV0.2
～
800HV0.2
，平均拉伸结合强度为
60MPa
～
80MPa。5.
一种如权利要求1‑4任一项所述的高温耐磨耐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)
将镍粉
、
铬粉和三元层状金属陶瓷
M
a
N
b
C
混合，喷雾造粒后得到喷涂粉末，其中，
a
和
b
满足化学式的化合价平衡；
(2)
采用所述的喷涂粉末，在基体上喷涂制备高温耐磨耐蚀复合涂层
。6.
根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国政，朱咸勇，王海斗，牟泓霖，何鹏飞，刘明，周雳，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：