一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层及其制备方法，属于金属表面涂层技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层及其制备方法，属于金属表面涂层

。

技术介绍

[0002]目前感应悬浮熔炼法是熔炼难熔高熵合金的一种主要方法，水冷铜坩埚是熔炼过程中必不可少的容器
。
铜或铜合金制成的水冷坩埚常应用于活泼金属
、
难熔和特种材料的熔炼过程
。
然而在熔炼难熔合金的过程中，过高的温度容易造成水冷铜坩埚的烧损烧穿，极大的减少了其使用寿命
。
同时坩埚壁温度较低，合金熔体易于形成冷凝壳，导致合金锭存在着元素
、
组织不均匀，性能差异大等问题
。
[0003]钇稳定氧化锆热障涂层能够较好的提升基体表面耐高温性能，广泛应用于高温隔热领域；但是专利技术人尝试在水冷铜坩埚内壁喷涂钇稳定氧化锆热障涂层，其中，采用浆料涂覆后再烧结方法，由于烧结温度高，且结合强度不足，难以用于铜坩埚表面；而等离子喷涂法存在着喷涂后孔隙率高，结合强度不足，易脱落等问题/>。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层，其特征在于：自水冷铜坩埚内壁依次由底部合金层
、
中间隔热层和表面隔热层组成；底部合金层为
NiCoCrAlY
，厚度为
80~130 μ
m
；中间隔热层为钇稳定氧化锆，厚度为
160~250 μ
m
；表面隔热层由三层不同含量的氧化钇
、
磷酸二氢铝和氧化镁混合而成，自内而外第一层表面隔热层中氧化钇的质量分数为
10~20%、
氧化镁的质量分数为
1~3%、
余量为磷酸二氢铝，第一层表面隔热层的厚度为
25~35 μ
m
；第二层表面隔热层中氧化钇的质量分数为
25~40%、
氧化镁的质量分数为
1~3%、
余量为磷酸二氢铝，第二层表面隔热层的厚度为
15~30 μ
m
；第三层表面隔热层中氧化钇的质量分数为
45~70%、
氧化镁的质量分数为
1~3%、
余量为磷酸二氢铝，第三层表面隔热层的厚度为
10~15 μ
m
；表面隔热层的总厚度为
50~80 μ
m。2. 如权利要求1所述的一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层，其特征在于：所述钇稳定氧化锆的组成成分及其质量分数为：
ZrO
2 70%~90%
，
HfO
2 3%~20%
，
Y2O
3 6%~10%。3. 如权利要求1所述的一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层，其特征在于：所述底部合金层的厚度为
90~110 μ
m
；中间隔热层的厚度为
180~220 μ
m
；表面隔热层的厚度为
55~70 μ
m。4. 如权利要求3所述的一种水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层，其特征在于：所述水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层的总厚度为
350~380 μ
m。5.
一种如权利要求
1~4
任意一项所述的水冷铜坩埚热屏蔽复合涂层的制备方法，其特征在于：方法步骤包括：
S1、
首先对水冷铜坩埚内壁进行清洁；然后进行喷砂处理，控制表面粗糙度
Ra
为
0.2~0.8 μ
m
，得到预处理后的水冷铜坩埚；
S2、
对预处理后的水冷铜坩埚进行预热，温度为
70~150℃
，时间
8~10min
，得到预热后的水冷铜坩埚；
S3、
对预热后的水冷铜坩埚进行涂层喷涂：
S31、
采用等离子喷涂法在预热后的水冷铜坩埚的内壁上喷涂
NiCoCrAlY
合金粉，喷涂时分
4~5
枪，每枪喷涂
20~25 μ
m
，喷涂总厚度为
80~130 μ
m
，在水冷铜坩埚的内壁上得到底部合金层；
S32、
采用等离子喷涂法在底部合金层上喷涂钇稳定氧化锆粉末，喷涂时分
8~12
枪...

【专利技术属性】
技术研发人员：王本鹏，杨昊炎，郭寻，王亮，薛云飞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：