一种在铝合金基体上制备含Fe-Si-B系非晶相涂层的方法

摘要

一种在铝合金基体上制备含Fe-Si-B系非晶相涂层的方法，属于非晶涂层技术领域。采用冲击大电流直接加热具有非晶成分的爆炸片，利用电热及电爆炸产生的瞬态超高温将具有非晶成分的爆炸片加热到熔点及以上的温度，使合金熔体以3000-5000m/s的超高速从喷枪出口喷射至基体表面，通过铝合金基体的自激冷作用，形成具有冶金结合的以Fe-Si-B非晶为主相的涂层。优点在于，解决了现有热喷涂技术不易在铝合金基体上制备非晶合金涂层的技术难点，具有成本低、易操作、涂层与基体达到冶金结合、涂层厚度大。

主权项

一种在铝合金基体上制备含Fe-Si-B系非晶相涂层的方法，其特征在于，工艺步骤为：(1)喷涂用粉芯爆炸片成分粉芯爆炸片内所含复合粉末材料由Si、B、Ni粉末组成，所选用的复合粉末中：硼粉：7.5-24wt.％，镍粉：0-1wt.％，硅粉：余量；(2)复合粉末混料工艺按步骤(1)中所述的各种粉末材料比例配制所需复合粉末，然后将复合粉末在普通空气干燥箱中干燥，干燥温度为80-100℃，干燥时间为3-5小时；将干燥后的复合粉末放入行星式球磨机中进行混料，混料时间为4-6小时；(3)粉芯爆炸片的包裹工艺完成步骤(2)后，利用铁箔包裹上述复合粉末形成粉芯爆炸片，复合粉末在粉芯爆炸片中所占的重量百分比为11-14wt.％；施工时，先将铁箔卷成圆筒状，圆筒直径为4-6mm，再将所需比例的粉末灌入圆筒中，将圆筒两端压扁封闭后，将5-20个圆筒放入液压机模具的矩形截面槽中，利用液压机压头将圆筒压成矩形截面的粉芯爆炸片，液压机压头压力为30-40kN，压头加载时间为3-8秒；(4)喷涂工艺将矩形截面的粉芯爆炸片布置在一个电热爆炸喷枪内；喷枪内膛底部封闭，另一端开口，两个电极被布置在喷枪内膛底部的两端；喷枪内膛为矩形横截面，粉芯爆炸片置于喷枪底部，其两端与喷枪内膛底部的电极分别相连接，并用陶瓷压条使粉芯爆炸片两端与电极接触良好；喷枪高、低压外电极分别与冲击大电流回路的高、低压电极连接，喷枪枪口与铝合金基体表面距离为15-30mm；铝合金基体置于喷涂工作台上，通过机械装置操作工作台在平面上作二维移动，并沿铅垂线上下运动，喷枪固定于工作台支架上，喷枪枪口平面与铝合金基体平行；每次喷涂的平均涂层厚度为15-30μm，在同一面积上按前述步骤(4)进行多次喷涂，通过同一面积上重复喷涂2-10次使涂层平均厚度达30-300μm；所制备涂层的表面粗糙度在Ra2-7范围。