用于金属基热喷涂的陶瓷涂层及其喷涂方法技术

本发明专利技术是一种用于金属基热喷涂的陶瓷涂层及其喷涂方法，其原料的组成按重量份包括：焦宝石：15-22份，高岭土：13-20份，石英：3-8份，氧化钛：3-5份，氧化钠：2-5份，氧化锌：1-3份，锆质铝硅酸盐：2-3份，长石：15-18份，铁粉：2-4份，助剂：5-7份，硫酸镍：1.5-2.5，稀土：1-2份，锆英石：1-2份，去离子水：4-8份。本发明专利技术于陶瓷粉末成分和比例合适，陶瓷涂层的平均晶粒尺寸为 52.8nm，熔融的外壳呈方向性很强的柱状晶结构，具有较宽的耐温性、耐烧蚀性好、并且具有良好的力学性能，强度大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热喷涂的陶瓷及其喷涂方法，具体的说是一种用于金属基热喷涂的陶瓷涂层及其喷涂方法，属于热喷涂

技术介绍
随着社会的发展，陶瓷在很多领域中占有重要的地位，并且受到很多消费者的认可，陶瓷的使用环境十分复杂，尤其是具有高温的环境下，大大降低了使用寿命，增加成本，所以传统的陶瓷材料已经无法满足日益苛刻的工作要求，开发具有耐高温、耐腐蚀、抗冲击、抗疲以及耐磨损的新型复合材料已经成为材料科学研究的重要课题。其中在金属表面通过热喷涂的形式来涂覆陶瓷层的方法来制备既具有金属的韧性和强度、又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀等优点的复合材料已成为一个重要的研究方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提出一种用于金属基热喷涂的陶瓷涂层及其热喷涂方法，制备的陶瓷涂层表面厚度≥2mm，致密度≥96％，克服传统热喷涂技术中不能在结构部件等材料表面制备厚度≥2mm 的陶瓷涂层的缺点。本专利技术解决以上技术问题的技术方案：提供一种用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其原料的组成按重量份包括：焦宝石：15-22份，高岭土：13-20份，石英：3-8份，氧化钛：3-5份，氧化钠：2-5份，氧化锌：1-3份，锆质铝硅酸盐：2-3份，长石：15-18份，铁粉：2-4份，助剂：5-7份，、硫酸镍：1.5-2.5，稀土：1-2份，锆英石：1-2份，去离子水：4-8份；所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.5-8.8%，镥：3.4-3.6%，钕：9.1-9.8%，钷：2.7-3.5%，钐：11.2-12.5%，镝：11.2-11.5%，余量为镧和不可避免的杂质；所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：18-27份，玻璃酸钠：11-16份，二氧化钛：5-7份，硅溶胶：2-4份，羧甲基纤维素：4-9份。本专利技术的进一步限定技术方案，前述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其原料的组成按重量份包括：焦宝石：15份，高岭土：13份，石英：3份，氧化钛：3份，氧化钠：2份，氧化锌：1份，锆质铝硅酸盐：2份，长石：15份，铁粉：2份，助剂：5份，、硫酸镍：1.5，稀土：1份，锆英石：1份，去离子水：4份；所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.5%，镥：3.4%，钕：9.1%，钷：2.7%，钐：11.2%，镝：11.2%，余量为镧和不可避免的杂质；所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：18份，玻璃酸钠：11份，二氧化钛：5份，硅溶胶：2份，羧甲基纤维素：4份。前述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其原料的组成按重量份包括：焦宝石：18份，高岭土：16份，石英：5份，氧化钛：4份，氧化钠：3份，氧化锌：2份，锆质铝硅酸盐：3份，长石：17份，铁粉：3份，助剂：6份，、硫酸镍：2，稀土：1份，锆英石：2份，去离子水：6份；所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.6%，镥：3.5%，钕：9.4%，钷：3.2%，钐：11.8%，镝：11.3%，余量为镧和不可避免的杂质；所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：24份，玻璃酸钠：13份，二氧化钛：6份，硅溶胶：3份，羧甲基纤维素：7份。前述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其原料的组成按重量份包括：焦宝石：22份，高岭土：20份，石英：8份，氧化钛：5份，氧化钠：5份，氧化锌：3份，锆质铝硅酸盐：3份，长石：18份，铁粉：4份，助剂：7份，、硫酸镍：2.5，稀土：2份，锆英石：2份，去离子水：8份；所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.8%，镥：3.6%，钕：9.8%，钷：3.5%，钐：12.5%，镝：11.5%，余量为镧和不可避免的杂质；所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：27份，玻璃酸钠：16份，二氧化钛：7份，硅溶胶：4份，羧甲基纤维素：9份。一种用于金属基热喷涂的陶瓷涂层的喷涂方法，包括以下步骤：步骤（1）：称取各原料，采用喷雾干燥法、烧结破碎法或机械球磨法的任意一种方法进行破碎，制成喷涂用陶瓷粉末；步骤（2）：对待喷涂的金属基材进行表面净化，通过化学或物理的方法除去金属基材表面的油污和锈层；步骤（3）：对待喷涂的金属基材进行喷砂粗糙处理，然后利用干燥高压空气对喷砂后的基材表面进行吹扫洁净处理；步骤（4）：将金属基材放入预热炉进行预热操作，预热温度为90-115℃，预热时间20-45min；在预热后的金属基材表面迅速喷涂一层厚度为0.08-0.35mm的粘结底层，使其形成与金属基材表面形成粗糙涂层；步骤（5）：将步骤（1）得到的干燥陶瓷粉末送入热喷涂系统的送粉器内，其中送粉器送粉气体为氩气，气体流量为 45-70L/min；步骤（6）：设置等离子喷涂工艺参数，调节喷涂喷嘴的角度，使喷涂射流轴角度与基材表面的夹角保持60°-90°，然后设置机械手控制喷嘴与金属基材的喷涂距离为8-20cm，喷嘴的移动速度为 0.01-0.03m/s，启动热喷涂系统和机械手，在金属基材表面喷涂覆盖一次后得到陶瓷涂层；步骤（7）：在陶瓷层表面填充封孔剂即可。前述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层的喷涂方法，步骤（5）中的所述等离子喷涂工艺参数为：氩气的气流量为90-130L/min，氮气的气流量为 5-30L/min，工作电流为350-450A，工作电压为120-150V。进一步的，前述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层的喷涂方法，所述粘结底层为Mo、NiAl、NiCr或者铝青铜其中的一种。本专利技术的有益效果：本专利技术于陶瓷粉末成分和比例合适，陶瓷涂层的平均晶粒尺寸为 52.8nm，熔融的外壳呈方向性很强的柱状晶结构，具有较宽的耐温性、耐烧蚀性好、并且具有良好的力学性能，强度大；采用的等离子喷涂设备电流稳定，所形成的氧化铝涂层平整致密，与金属基材结合强度好，硬度为HRC65-80，表现出良好的功能特性，显著提高了部件的使用精度和寿命。。具体实施方式    实施例1本实施例为用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其原料的组成按重量份包括：焦宝石：15份，高岭土：13份，石英：3份，氧化钛：3份，氧化钠：2份，氧化锌：1份，锆质铝硅酸盐：2份，长石：15份，铁粉：2份，助剂：5份，、硫酸镍：1.5，稀土：1份，锆英石：1份，去离子水：4份；所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.5%，镥：3.4%，钕：9.1%，钷：2.7%，钐：11.2%，镝：11.2%，余量为镧和不可避免的杂质；所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：18份，玻璃酸钠：11份，二氧化钛：5份，硅溶胶：2份，羧甲基纤维素：4份。本实施例提供的一种用于金属基热喷涂的陶瓷涂层的喷涂方法，包括以下步骤：步骤（1）：称取各原料，采用喷雾干燥法、烧结破碎法或机械球磨法的任意一种方法进行破碎，制成喷涂用陶瓷粉末；步骤（2）：对待喷涂的金属基材进行表面净化，通过化学或物理的方法除去金属基材表面的油污和锈层；步骤（3）：对待喷涂的金属基材进行喷砂粗糙处理，然后利用干燥高压空气对喷砂后的基材表面进行吹扫洁净处理；本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其特征在于：其原料的组成按重量份包括：焦宝石：15‑22份，高岭土：13‑20份，石英：3‑8份，氧化钛：3‑5份，氧化钠：2‑5份，氧化锌：1‑3份，锆质铝硅酸盐：2‑3份，长石：15‑18份，铁粉：2‑4份，助剂：5‑7份，、硫酸镍：1.5‑2.5，稀土：1‑2份，锆英石：1‑2份，去离子水：4‑8份；所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.5‑8.8%，镥：3.4‑3.6%，钕：9.1‑9.8%，钷：2.7‑3.5%，钐：11.2‑12.5%，镝：11.2‑11.5%，余量为镧和不可避免的杂质；所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：18‑27份，玻璃酸钠：11‑16份，二氧化钛：5‑7份，硅溶胶：2‑4份，羧甲基纤维素：4‑9份。

【技术特征摘要】
1.用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其特征在于：其原料的组成按重量份包括：焦宝石：15-22份，高岭土：13-20份，石英：3-8份，氧化钛：3-5份，氧化钠：2-5份，氧化锌：1-3份，锆质铝硅酸盐：2-3份，长石：15-18份，铁粉：2-4份，助剂：5-7份，、硫酸镍：1.5-2.5，稀土：1-2份，锆英石：1-2份，去离子水：4-8份；
所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.5-8.8%，镥：3.4-3.6%，钕：9.1-9.8%，钷：2.7-3.5%，钐：11.2-12.5%，镝：11.2-11.5%，余量为镧和不可避免的杂质；
所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：18-27份，玻璃酸钠：11-16份，二氧化钛：5-7份，硅溶胶：2-4份，羧甲基纤维素：4-9份。
2.如权利要求1所述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其特征在于：其原料的组成按重量份包括：焦宝石：15份，高岭土：13份，石英：3份，氧化钛：3份，氧化钠：2份，氧化锌：1份，锆质铝硅酸盐：2份，长石：15份，铁粉：2份，助剂：5份，、硫酸镍：1.5，稀土：1份，锆英石：1份，去离子水：4份；
所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.5%，镥：3.4%，钕：9.1%，钷：2.7%，钐：11.2%，镝：11.2%，余量为镧和不可避免的杂质；
所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：18份，玻璃酸钠：11份，二氧化钛：5份，硅溶胶：2份，羧甲基纤维素：4份。
3.如权利要求1所述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其特征在于：其原料的组成按重量份包括：焦宝石：18份，高岭土：16份，石英：5份，氧化钛：4份，氧化钠：3份，氧化锌：2份，锆质铝硅酸盐：3份，长石：17份，铁粉：3份，助剂：6份，、硫酸镍：2，稀土：1份，锆英石：2份，去离子水：6份；
所述稀土的组分按质量百分比为：铒：8.6%，镥：3.5%，钕：9.4%，钷：3.2%，钐：11.8%，镝：11.3%，余量为镧和不可避免的杂质；
所述助剂的组分按重量份数计为：三氧化二铝：24份，玻璃酸钠：13份，二氧化钛：6份，硅溶胶：3份，羧甲基纤维素：7份。
4.如权利要求1所述的用于金属基热喷涂的陶瓷涂层，其特征在于：其原料的组成按重量份包括：焦宝石：22份，高岭...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明，黄莉，黄世宇，刘芳，
申请(专利权)人：苏州统明机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32