一种高结合强度陶瓷涂层及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高结合强度陶瓷涂层及制备方法和应用，属于金属部件表面防护领域，该类涂层由厚度为80‑200μm的金属与硬质合金混合打底层及表面陶瓷层构成。本发明专利技术以金属与硬质合金混合粉末为原料，采用超音速火焰喷涂在经表面处理的金属工件表面制备低热导率金属与硬质合金复合打底层，利用硬质合金粉末与基材表面的高速冲击嵌入，实现打底层与金属工件表面的强结合。其次，对复合打底层表面进行预热，以结构致密的陶瓷粉末为原料，采用大气等离子喷涂制备一定厚度的陶瓷涂层。通过打底层表面预热和低热导率特性使得等离子喷涂时，陶瓷熔滴与打底层表面充分浸润，有效提升陶瓷层与打底层及陶瓷层内部的结合，最终获得与金属工件强结合的陶瓷涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术金属部件表面防护，具体涉及一种高结合强度陶瓷涂层及制备方法和应用。

技术介绍

1、等离子喷涂的陶瓷涂层广泛用于金属部件表面的绝缘、耐磨与腐蚀防护等领域。等离子喷涂过程中，将陶瓷粉末送入高温的等离子射流获得具有一定速度的陶瓷熔滴束流，当陶瓷熔滴碰撞到基材表面时发生铺展与快速凝固而形成盘状的扁平粒子，扁平粒子相互堆叠形成具有层状结构的陶瓷涂层。但由于钢、铝合金、铜合金等常见结构材料的物性与陶瓷层差异较大，通常需要在金属工件的表面先制备一层镍基合金的打底层，然后采用等离子喷涂制备陶瓷层，以缓和陶瓷层与金属工件的热膨胀系数、弹性模量等物理性能的差异，进而提升陶瓷涂层的结合强度。然而即使采用常规的镍基打底层后，陶瓷涂层的结合强度通常也难以超越30mpa，难以满足高载荷服役环境的要求且涂层在使用过程中容易因外部冲击或温度交变发生开裂、分层或剥落的现象。这主要是因为：i)等离子喷涂的陶瓷涂层与金属打底层之间通常为机械结合，热喷涂制备的金属打底层表面粗糙度有限，难以与陶瓷涂层之间形成有效的机械锁合；ii)金属工件/金属打底层/陶瓷层的串联复合结构使得整体涂层的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高结合强度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括：首先，以金属与硬质合金的混合粉末为原料，采用超音速火焰喷涂在金属工件表面制备低热导率金属与硬质合金复合打底层；其次，对低热导率金属与硬质合金复合打底层的表面进行预热处理，然后以陶瓷粉末为原料，采用大气等离子喷涂制备一定厚度的陶瓷涂层，制得与金属工件强结合的高结合强度陶瓷涂层。

2.根据权利要求1所述的高结合强度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述低热导率金属选择钛或钛合金、NiCr、FeCrAl、NiCrAl、MCrAlY；其中，M为Ni、Co或NiCr；硬质合金选择NiCr-Cr3C2、WC-Co或WC-CoCr。...

【技术特征摘要】

1.一种高结合强度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括：首先，以金属与硬质合金的混合粉末为原料，采用超音速火焰喷涂在金属工件表面制备低热导率金属与硬质合金复合打底层；其次，对低热导率金属与硬质合金复合打底层的表面进行预热处理，然后以陶瓷粉末为原料，采用大气等离子喷涂制备一定厚度的陶瓷涂层，制得与金属工件强结合的高结合强度陶瓷涂层。

2.根据权利要求1所述的高结合强度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述低热导率金属选择钛或钛合金、nicr、fecral、nicral、mcraly；其中，m为ni、co或nicr；硬质合金选择nicr-cr3c2、wc-co或wc-cocr。

3.根据权利要求1或2所述的高结合强度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，复合打底层中，低热导率金属粉末与硬质合金粉末的体积比为1：(1～1.8)。

4.根据权利要求1或2所述的高结合强度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，低热导率金属粉末的粒度介于10-75μm之间，硬质合金粉末的粒度介于10-45μm之间。

5.根据权利要求1所述的高结合强度陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，超...

【专利技术属性】
技术研发人员：雒晓涛，张亚龙，李长久，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：