本发明专利技术公开了一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料、其涂层及其制备方法，属于稀土材料技术领域。该材料包括下述重量份的原料制得：碳酸镧铈0.01‑5份，氧化钛3‑40份，羟乙基纤维素0.1‑2份，十二烷基苄基氯化铵0.01‑0.5份，正庚烷1‑3份，去离子水150‑220份，氧化铝100份，桃胶粉0.05‑3份。制备方法包括：将部分原料混合置于纳米砂磨机中常温下循环细磨，将得到的混合浆料加入桃胶粉水溶液常温搅拌，进行喷雾造粒，将得到的前驱体粉体进行高温煅烧，获得本产品。本发明专利技术制备的稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料与现有技术相比，制备成本低，粒度可控，流动性好，获得的涂层硬度高，耐磨性能好。
1、摩擦磨损是金属设备、材料在恶劣工况下的主要失效形式之一，导致生产过程中设备维护或更换成本的增加。因此，提升材料的耐摩擦磨损性能具有重要意义。用热喷涂技术对工件进行表面处理可明显改善材料及设备耐磨性能。氧化物及合金耐磨陶瓷涂层具有耐磨性能好、涂层与基体材料结合强度高、涂层质量小等优点，耐磨陶瓷涂层中适量稀土元素的引入可细化晶粒、净化组织、产生固溶强化和弥散强化，有效地改善涂层的微观组织结构提高涂层材料的强度、硬度、耐磨性能、耐高温性能及耐蚀性，增强涂层与基体的结合强度，从而提高金属材料设备的使用寿命。
3、cn 114875379 a公开了一种氧化铝复合涂层、其制备方法以及切削装置，其采用的技术为化学气相沉积，这种方式对于较小的工件可以发挥其特长，在大面积涂层使用时成本较高。
4、cn 113913728 a公开了一种提高超喂罗拉盘表面等离子喷涂at涂层粘接强度的方法，采用的氧化铝钛涂层原料是1-5μm的氧化铝及氧化钛混合物，此种涂层氧化铝和氧化钛分散均匀性不好，不能形成固溶体材料，影响涂层质量。
>6、cn 117282954 a采用的喷涂粉为钼、镍、硼、钴、铝、铁、及硅的粉末经烧结法或超声气雾化法制备，该方法能耗高，且破碎后的粉体成锥状，流动性不好。7、目前，喷雾造粒技术是制备喷涂粉的常用方法，但喷涂粉末成分、造粒过程中分散剂和粘结剂的选择及喷雾工业参数是关键，普遍存在成本高、均匀性差、孔隙多、粉体球形度不好，流动性低的特点。
8、cn 117430977 a公开了一种氟氧化钇喷涂粉的制备方法及氟氧化钇喷涂粉，以氢氧化钇为原料与氢氟酸混合，先制备氟氧化钇晶体，煅烧、研磨后经雾化造粒，得到氟氧化钇喷涂粉。该方法是制备喷涂粉的常用技术，但采用的粘结剂为改性胶原蛋白类粘结剂，成本较高。
9、cn 117263695 a公开了一种雷达吸波复合材料及其制备方法，采用微米级的sic和zno为原料，用聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯酮为粘结剂，制浆后进行喷雾造粒，获得50μm的多孔喷涂粉体。该方法中所用的粘结剂成本较高，且该方法制备的喷涂粉体中空度较高，喷涂时影响涂层上粉率。
10、cn 117403175 a公开了一种镍-氧化镧-纳米二氧化钛复合涂层及其制备方法和应用，以多聚磷酸钠为分散剂，以羧甲基纤维素钠溶液为粘结剂，分散剂与纳米二氧化钛、去离子水混合，机械搅拌，得到的浆料喷雾造粒，热处理得到纳米二氧化钛团聚粉末，与金属镍粉、氧化镧粉末混合，得到混合喂料粉，喷砂、除尘处理后的基体表面依次等离子喷涂打底层和复合涂层，得到镍-氧化镧-纳米二氧化钛复合涂层。该方法中二氧化钛团聚造粒粉直接与金属镍粉、氧化镧粉末混合，在喷涂时极易造成涂层成分不均一。
11、cn 117089228 a公开了一种热障陶瓷复合材料涂层及其制备方法，将lamgal11o19粉末、fesial粉末、水、柠檬酸铵和阿拉伯胶进行球磨混合，得到第一浆料，将第一浆料进行喷雾造粒，得到球形团聚粉末，用大气等离子喷涂技术在基体进行热障涂层喷涂。现有技术中用热喷涂粉流动性不好，球形度不高，因喷涂粉末成分不均匀造成涂层硬度和耐磨性不佳。
12、因此，如何研发一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料、其涂层及其制备方法以提高该热喷涂粉末形成的热喷涂层的耐磨性是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料、其涂层及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料，包括下述重量份的原料制得：碳酸镧铈0.01-5份，氧化钛3-40份，羟乙基纤维素0.1-2份，十二烷基苄基氯化铵0.01-0.5份，正庚烷1-3份，去离子水150-220份，氧化铝100份，桃胶粉0.05-3份。
4、本专利技术的有益效果：本专利技术制备的稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料与现有烧结法和电炉熔融-破碎法相比，能耗更低，且制备的喷涂材料球形度高，流动性好，由于稀土元素在传统的氧化铝钛材料中应用，使喷涂得到的涂层晶粒细化、净化晶界组织、产生固溶强化的作用。羟乙基纤维素具有很好的分散作用，在砂磨机细磨时，可减少粉体团聚，降低研磨时间。桃胶粉作用是喷雾造粒过程中的粘结剂，有助于颗粒之间的均匀团聚，同时磨粉过程中加入的羟乙基纤维素有成膜作用，可提高喷雾造粒过程中粉体的球形度。磨粉过程中，因为粉体细化后粘度增加，会出现很多气泡，影响磨粉过程，正庚烷的加入可以起到消泡作用。本专利技术制备成本低，粒度可控，流动性好，获得的涂层硬度高，耐磨性能好。
5、本专利技术还提供一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，包括以下步骤：
6、(1)按照上述稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料称取各原料，将去离子水分成两部分；
7、(2)将碳酸镧铈、氧化钛、羟乙基纤维素、十二烷基苄基氯化铵、正庚烷、第一部分去离子水和氧化铝混合置于纳米砂磨机中常温下循环细磨，获得混合浆料；
8、(3)将桃胶粉和第二部分去离子水混合加热保温得到桃胶粉溶液，桃胶粉和第二部分去离子水的质量比为1:(3.5-5)，将得到的混合浆料加入桃胶粉溶液常温搅拌，进行喷雾造粒，获得前驱体粉体；
9、(4)将得到的前驱体粉体进行高温煅烧，获得球形喷涂粉，即所述稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料。
10、本专利技术的有益效果：本专利技术喷雾造粒前对原料的充分细磨，会在后续的烧结及喷涂过程，使各个物料充分发生固相反应，对涂层产生弥散强化作用，提高涂层硬度及耐磨性能。
11、进一步，步骤(2)中，上述循环细磨过程分为两步，首先用粒径为0.3mm锆珠细磨30-40min，砂磨机转速为1500-2000r/min，再选用粒径为0.1mm锆珠细磨60-90min，砂磨机转速为2000-2500r/min。
12、采用上述进一步技术方案的有益效果：第一次细磨可将物料细磨至2μm以下，第二次细磨可使物料粒度细磨至纳米级。
13、进一步，步骤(2)中，砂磨机中的锆珠与氧化铝的质量比为(1-3):1。采用上述进一步技术方案的有益效果：保证磨粉细度的同时，减少磨粉时间。
14、进一步，步骤(3)中，上述400-800r/min，搅拌时间为30min。
15、采用上述进一步技术方案的有益效果：可使桃胶与浆料充分混合均匀。
16、进一步，步骤(3)中，上述喷雾造粒进风温度为120-220本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料，其特征在于，包括下述重量份的原料制得：碳酸镧铈0.01-5份，氧化钛3-40份，羟乙基纤维素0.1-2份，十二烷基苄基氯化铵0.01-0.5份，正庚烷1-3份，去离子水150-220份，氧化铝100份，桃胶粉0.05-3份。
2.一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述循环细磨过程分为两步，首先用粒径为0.3mm锆珠细磨30-40min，砂磨机转速为1500-2000r/min，再选用粒径为0.1mm锆珠细磨60-90min，砂磨机转速为2000-2500r/min。
4.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，砂磨机中的锆珠与氧化铝的质量比为(1-3):1。
5.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌转速为400-800r/min，搅拌时间为30min。
6.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述喷雾造粒进风温度为120-220℃，出风温度为60-100℃，进料速度为30-45mL/min，转速为11000-15000r/min。
7.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述高温煅烧温度为1000-1300℃，高温煅烧时间为3h。
8.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述球形喷涂粉中位粒径D50为40-60μm。
9.一种稀土掺杂氧化铝钛涂层的制备方法，其特征在于，采用权利要求1所述稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料，利用等离子喷涂工艺进行喷涂，获得耐磨涂层，即所述稀土掺杂氧化铝钛涂层。
10.根据权利要求9所述一种稀土掺杂氧化铝钛涂层的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂工艺工艺参数为：喷涂功率为15-32KW，电压为40-55V，电流为360-560A，氩气气流量为25-45L/min，送粉速率为40-60g/min，喷涂距离为10-25cm，涂层厚度是80-150μm。
...
【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料，其特征在于，包括下述重量份的原料制得：碳酸镧铈0.01-5份，氧化钛3-40份，羟乙基纤维素0.1-2份，十二烷基苄基氯化铵0.01-0.5份，正庚烷1-3份，去离子水150-220份，氧化铝100份，桃胶粉0.05-3份。
2.一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述循环细磨过程分为两步，首先用粒径为0.3mm锆珠细磨30-40min，砂磨机转速为1500-2000r/min，再选用粒径为0.1mm锆珠细磨60-90min，砂磨机转速为2000-2500r/min。
4.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，砂磨机中的锆珠与氧化铝的质量比为(1-3):1。
5.根据权利要求2所述一种稀土掺杂氧化铝钛喷涂材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌转速为400-800r/min，搅拌时间为30min。
6.根据权利要求2所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永志，李志强，张帅，姚丽娜，鲁飞，杜晋文，安东妮，班之川，辛博，闫宏伟，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。