一种氧化铝陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层制备方法

摘要

本发明涉及材料、电力、冶金、机械等技术领域的一种氧化铝陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层制备方法，属于表面工程技术。该方法基于氧化铝陶瓷材料高的耐磨性、耐蚀性，且价格低；NiCrBSi合金良好的自熔性和润湿性及等离子喷涂技术的特点，在低碳钢基材表面制备氧化铝陶瓷颗粒增强金属基复合材料(Al2O3P/NiCrBSi)涂层，提高耐冲蚀耐磨性能。本发明制备Al2O3P/NiCrBSi复合材料涂层的工艺流程为：涂层设计→喷涂粉末筛选→粉末按一定比例混合→基材表面处理→控制等离子喷涂参数→制备Al2O3P/NiCrBSi涂层。

主权项

一种氧化铝陶瓷颗粒增强金属基复合材料涂层制备方法，其特征在于按以下工艺步骤进行：a)喷涂粉末筛选：对纯度＞99.9％的Al2O3陶瓷粉末和由15‑20％Cr、3.0‑4.5％B、4.0‑6.0％Si、0.5‑1.1％C、＜5.0％Fe以及余量为Ni组成的NiCrBSi合金粉末分别进行筛选，获得粒度为20μm‑40μm的陶瓷粉末和粒度为50μm‑100μm的NiCrBSi合金粉末，以此控制复合材料涂层中Al2O3陶瓷颗粒增强体的粒径；b)粉末按一定比例混合：将筛选后的陶瓷粉末和合金粉末按一定质量百分比均匀混合，形成20‑24％Al2O3+80‑76％NiCrBSi混合喷涂粉末，以控制复合材料涂层中Al2O3陶瓷颗粒增强体的体积分数和Al2O3P/NiCrBSi涂层与基材界面的结合性能；c)基材表面处理：喷涂前，用丙酮清洗低碳钢基材表面去除油污，而后采用射吸式喷砂机和16#棕刚玉砂对低碳钢基材表面喷砂处理，增加表面粗糙度；d)控制等离子喷涂参数：控制等离子喷涂参数使Al2O3陶瓷粉末颗粒仅表面局部熔化，而NiCrBSi合金粉末颗粒整体完全熔化，实现Al2O3P/NiCrBSi复合材料涂层的制备；等离子喷涂参数为：电流430A‑460A；电压45V‑50V；主气Ar46L/min‑48L/min；次气H22L/min‑4L/min；送粉速度28g/min‑32g/min；喷涂距离70mm‑90mm；喷涂速度80mm/s‑100mm/s；e)制备Al2O3P/NiCrBSi涂层：采用等离子喷涂技术和Al2O3+NiCrBSi混合喷涂粉末，在喷砂处理的基材表面制备Al2O3P/NiCrBSi复合材料涂层，在等离子喷涂过程中，等离子喷枪用机器手控制以保证喷涂工艺及涂层质量稳定。