本发明专利技术涉及一种金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，采用热喷涂方法，首先在金属材料表面喷涂熔点低于涂层材料和基体材料的钎料层，再在钎料层表面喷涂所需要制备的涂层，然后对涂层表面进行等离子焰流加热，使钎料层熔化，熔化后的钎料层将涂层和基材焊接在一起，冷却后涂层和基材之间产生冶金结合。本发明专利技术通过钎焊方法对热喷涂层进行强化，涂层和基材之间产生冶金结合，获得的热喷涂涂层的结合强度(剪切拉伸强度)大于250MPa。
Brazing strengthening method for surface thermal spraying coating of metal material
The invention relates to a soldering heat spray coating strengthening method, by using thermal spraying method, first in metal solder layer is coated on the surface of a lower melting point than the coating material and substrate material, and then in the solder layer is coated on the surface of the coating, and then on the surface of the coating layer by plasma flame heating, the filler the melting, melting the solder layer after the coating and the substrate are welded together, the metallurgical combination between coating and substrate after cooling. The present invention enhances the thermal spraying coating by brazing, and produces metallurgical bonding between the coating and the base material, and the bonding strength (shear tensile strength) of the obtained thermal spraying coating is greater than 250MPa.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于材料工程技术领 域。
技术介绍
热喷涂技术是表面工程领域内赋予材料表面新功能最有效的技术之一，在表面工 程领域内占用的比例越来越高。它是利用一种热源将喷涂材料加热到熔融状态，并通过气 流吹动使其雾化高速喷射到零件表面，以形成喷涂层的表面加工技术。热喷涂技术应用非 常广泛，选择不同的涂层材料和喷涂工艺，可制备出不同的功能涂层，如耐磨耐蚀、抗氧化、 热障、远红外辐射、生物功能等。但是，作为一种表面处理技术，热喷涂技术存在许多不足之 处，由于涂层是熔融的喷涂材料经过雾化沉积后得到的，因此，涂层的孔隙率较高、均勻性 较差。特别是喷涂材料沉积在基材表面后，和基材之间是机械结合，导致涂层的结合强度 低。涂层这种低的结合强度，使这种技术制备的涂层容易剥落，不能承应冲击力的作用，涂 层的优良性能不能得到充分发挥，限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。采用本发 明的方法，可以较大幅度的提高涂层的结合强度，满足较大冲击力条件下涂层的使用要求， 充分发挥涂层的性能特点，延长工件的使用寿命。为了实现专利技术目的，专利技术人通过大量试验研究，最终获得了如下技术方案，其特征在于它采用热喷涂方法， 首先在金属材料表面喷涂熔点低于涂层材料和基体材料的钎料层，再在钎料层表面喷涂所 需涂层，然后对涂层表面进行等离子焰流加热，使钎料层熔化，熔化后的钎料层将涂层和基 材焊接在一起，冷却后涂层和基材之间产生冶金结合。上述的金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，其中所述的热喷涂方法包括 氧-乙炔火焰喷涂、等离子喷涂或超音速火焰喷涂方法。上述的金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，其中所述钎料层的厚度为 0. Olmm 0. 5mm，并且(1)当涂层材料和基体材料二者最低熔点低于800°C时，钎料粉末组成的质量百 分比为5% 10% Al、l% 5% Cu、其余为Zn ；(2)当涂层材料和基体材料二者最低熔点为800°C 1000°C时，钎料粉末组成的 质量百分比为10% 15% Cr、10% 12% P、其余为Ni ；(3)当涂层材料和基体材料二者最低熔点高于1000°C时，钎料粉末组成的质量百 分比为5% 10% Cr、l% 5% B、3% 8% Si、l% 5% Fe、其余为 Ni。上述金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，其中所述的涂层等离子焰流加热 的温度为(1)涂层材料和基体材料二者最低熔点低于800°C时，涂层加热温度为500°C 700 0C ；(2)涂层材料和基体材料二者最低熔点为800°C 1000°C时，涂层加热温度为 700 °C 900 °C ；(3)涂层材料和基体材料二者最低熔点高于1000°C时，涂层加热温度为900°C 1200°C。本专利技术的金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法具有如下有益的技术效果本专利技术通过钎焊方法对热喷涂层进行强化，涂层和基材之间产生了冶金结合。本 专利技术获得的热喷涂涂层与基材的结合强度(剪切拉伸强度)> 250Mpa，带来了预料不到的 技术效果。具体实施例方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步作描述，但是本专利技术 的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本发 明的保护范围之内。实施例1金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化基体材料碳钢。钎料粉末组成的质量百分比为8% Al,3% Cu,91% Zn，钎料层厚度0. 1mm。涂层材料铝粉末，涂层厚度0. 2mm。热喷涂方法等离子喷涂。等离子焰流加热温度600°C。实施例2金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化基体材料碳钢。钎料粉末组成的质量百分比为12% Cr、10% P,78% Ni，钎料层厚度0. 1_。涂层材料Ni60自熔合金粉末，涂层厚度0. 2mm。热喷涂方法等离子喷涂。等离子焰流加热温度900°C。实施例3金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化基体材料合金钢。钎料粉末组成的质量百分比为5% Cr,2% B,3% Si,2% Fe,88% Ni，钎料层厚 度0. 1mm。涂层材料硬质合金粉末，涂层厚度0. 2mm。热喷涂方法等离子喷涂。等离子焰流加热温度1100°C。实施例1-3通过钎焊方法对热喷涂层进行强化，涂层和基材之间产生了冶金结 合，且热喷涂涂层与基材的结合强度均(剪切拉伸强度)大于250MPa。权利要求1.，其特征在于采用热喷涂方法，首 先在金属材料表面喷涂熔点低于涂层材料和基体材料的钎料层，再在钎料层表面喷涂所需 涂层，然后对涂层表面进行等离子焰流加热，使钎料层熔化，熔化后的钎料层将涂层和基材 焊接在一起，冷却后涂层和基材之间产生冶金结合。2.如权利要求1所述的金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，其特征在于所述 的热喷涂方法包括氧-乙炔火焰喷涂、等离子喷涂或超音速火焰喷涂方法。3.如权利要求1所述的金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，其特征在于所述 钎料层的厚度为0. Olmm 0. 5mm,并且(1)当涂层材料和基体材料二者最低熔点低于800°C时，钎料粉末组成的质量百分比 为5% 10% Al、l% 5% Cu、其余为 Si ；(2)当涂层材料和基体材料二者最低熔点为800°C 1000°C时，钎料粉末组成的质量 百分比为10% 15% Cr、10% 12% P、其余为Ni ；(3)当涂层材料和基体材料二者最低熔点高于1000°C时，钎料粉末组成的质量百分比 为5% 10% Cr、l% 5% B、3% 8% Si、l% 5% Fe、其余为 Ni。4.如权利要求1所述金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，其特征在于所述的 涂层等离子焰流加热的温度为(1)涂层材料和基体材料二者最低熔点低于800°C时，涂层加热温度为500°C 700 0C ；(2)涂层材料和基体材料二者最低为800°C 1000°C时，涂层加热温度为700°C 900 0C ；(3)涂层材料和基体材料二者最低熔点高于1000°C时，涂层加热温度为900°C 1200 "C。全文摘要本专利技术涉及，采用热喷涂方法，首先在金属材料表面喷涂熔点低于涂层材料和基体材料的钎料层，再在钎料层表面喷涂所需要制备的涂层，然后对涂层表面进行等离子焰流加热，使钎料层熔化，熔化后的钎料层将涂层和基材焊接在一起，冷却后涂层和基材之间产生冶金结合。本专利技术通过钎焊方法对热喷涂层进行强化，涂层和基材之间产生冶金结合，获得的热喷涂涂层的结合强度(剪切拉伸强度)大于250MPa。文档编号C23C4/00GK102127729SQ20111004072公开日2011年7月20日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日专利技术者周小平, 胡心彬 申请人:湖北工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法，其特征在于：采用热喷涂方法，首先在金属材料表面喷涂熔点低于涂层材料和基体材料的钎料层，再在钎料层表面喷涂所需涂层，然后对涂层表面进行等离子焰流加热，使钎料层熔化，熔化后的钎料层将涂层和基材焊接在一起，冷却后涂层和基材之间产生冶金结合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周小平，胡心彬，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：83
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