專利名稱：銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于應(yīng)用于電力、化工、冶金等領(lǐng)域的一種涂層及其制備，涉及一種銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特點(diǎn)是，其制備方法按以下步驟進(jìn)行(1)對(duì)銅或銅合金的表面進(jìn)行表面預(yù)處理；(2)在經(jīng)過預(yù)處理的基體噴涂過渡涂層，過渡涂層為對(duì)銅或銅合金基體和工作涂層均具有一定潤濕性的材料，其熔點(diǎn)要低于銅和銅合金基體和工作涂層；(3)在過渡涂層表面噴涂鎳基自熔合金工作涂層，該涂層為鎳基自熔合金與金屬或合金或陶瓷或金屬陶瓷的一種或幾種的復(fù)合涂層，其中金屬或合金或陶瓷或金屬陶瓷的含量為0～50wt％；(4)對(duì)涂層進(jìn)行熱處理，采用大氣氣氛爐或保護(hù)氣氛爐或或低氣壓爐或高頻感應(yīng)加熱等加熱方法，對(duì)銅或銅合金基體和涂層溫度控制在過渡涂層熔點(diǎn)以下50℃至熔點(diǎn)以上100℃范圍內(nèi)，使結(jié)合層發(fā)生熔化，將基體銅或銅合金與鎳基自熔合金涂層以牢固的冶金結(jié)合連接在一起。
所述過渡涂層材料為銅基合金材料或以銅基合金為主的復(fù)合材料，銅基合金中的添加成分可以是B或Al或Si或P或Cr或Mn或Fe或Co或Ni或Zn或Ge或Pb或Ag或Cd或Sn或Au的一種或幾種。
所述工作涂層和過渡涂層的制備方法可采用電弧噴涂或高速電弧噴涂或等離子噴涂或超音速等離噴涂或爆炸噴涂或超音速火焰噴涂或亞音速火焰噴涂方法。
所述過渡涂層的制備方法還可以采用冷噴涂方法。
所述的鎳基自熔合金涂層中與鎳基自熔合金進(jìn)行復(fù)合的添加物可以在整個(gè)工作涂層內(nèi)保持某一含量，也可以按一定規(guī)律變化。
所述的對(duì)銅或銅合金表面預(yù)處理可以是除油、除秀、粗化等熱噴涂工藝常用的預(yù)處理方法，也可以是先在其表面采用電鍍、化學(xué)鍍等方法進(jìn)行鍍鎳、鉻以及鎳、鉻以及其它金屬元素的合金層后再進(jìn)行除油、粗化等預(yù)處理的方法。
所述的雙層結(jié)構(gòu)可以通過過渡涂層與工作涂層的材料混合與含量過渡而成為層間不呈現(xiàn)明顯界線的雙層結(jié)構(gòu)涂層。
所述的銅或銅合金表面預(yù)處理可以通過冷噴涂實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，銅或銅合金與涂層之間呈牢固的冶金結(jié)合，具有優(yōu)越的耐磨損性能以及抗熱震性能。涂層的應(yīng)用可以有效提高結(jié)晶器銅或銅合金的使用壽命，還可廣泛用于各種銅或銅合金表面的強(qiáng)化與修復(fù)。
本發(fā)明的可用于鋼鐵連鑄結(jié)晶器的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，具體過程是(1)對(duì)銅或銅合金基體進(jìn)行預(yù)處理；(2)在經(jīng)過預(yù)處理的表面噴涂過渡涂層；(3)過渡涂層表面噴涂鎳基自熔合金工作涂層；(4)對(duì)涂層進(jìn)行熱處理使過渡涂層發(fā)生熔化，過渡涂層將基體銅或銅合金與鎳基自熔合金涂層牢固地連接在一起構(gòu)成本發(fā)明所述的涂層。
本發(fā)明的實(shí)施，能夠在銅基體表面制備高結(jié)合的鎳基合金涂層，可以用于鋼鐵連鑄結(jié)晶器銅或銅合金基體修復(fù)與強(qiáng)化涂層的高結(jié)合的鎳基合金涂層，也可以用于其它銅或銅合金要求高結(jié)合強(qiáng)度的鎳基自熔合金涂層。
以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，其制備方法按以下步驟進(jìn)行(1)對(duì)銅或銅合金的表面進(jìn)行表面預(yù)處理；(2)在經(jīng)過預(yù)處理的基體噴涂過渡涂層，過渡涂層為對(duì)銅或銅合金基體和工作涂層均具有一定潤濕性的材料，其熔點(diǎn)要低于銅和銅合金基體和工作涂層；(3)在過渡涂層表面噴涂鎳基自熔合金工作涂層，該涂層為鎳基自熔合金與金屬或合金或陶瓷或金屬陶瓷的一種或幾種的復(fù)合涂層，其中金屬或合金或陶瓷或金屬陶瓷的含量為0～50wt％；(4)對(duì)涂層進(jìn)行熱處理，采用大氣氣氛爐或保護(hù)氣氛爐或低氣壓爐或真空爐或高頻感應(yīng)加熱等加熱方法，對(duì)銅或銅合金基體和涂層溫度控制在過渡涂層熔點(diǎn)或熔點(diǎn)以上、基體與涂層兩者熔點(diǎn)以下的溫度范圍內(nèi)，使過渡涂層發(fā)生熔化，將基體銅或銅合金與鎳基自熔合金涂層以牢固的冶金結(jié)合連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，所述過渡涂層材料為銅基合金材料或以銅基合金為主的復(fù)合材料，銅基合金中的添加成分可以是B或Al或Si或P或Cr或Mn或Fe或Co或Ni或Zn或Ge或Pb或Ag或Cd或Sn或Au的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，所述工作涂層和過渡涂層的制備方法可采用電弧噴涂或高速電弧噴涂或等離子噴涂或超音速等離噴涂或爆炸噴涂或高速火焰噴涂或超音速火焰噴涂或亞音速火焰噴涂方法。
4.如權(quán)利要求1所述的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，所述過渡涂層的制備方法還可以采用冷噴涂方法。
5.按權(quán)利要求1所述的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，所述的鎳基自熔合金涂層中與鎳基自熔合金進(jìn)行復(fù)合的添加物可以在整個(gè)工作涂層內(nèi)保持某一含量，也可以按一定規(guī)律變化。
6.按權(quán)利要求1所述的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，所述的對(duì)銅或銅合金表面預(yù)處理可以是除油、除銹、粗化等熱噴涂工藝常用的預(yù)處理方法，也可以是先在其表面采用電鍍、化學(xué)鍍等方法進(jìn)行鍍鎳、鉻以及鎳、鉻以及其它金屬元素的合金層后再進(jìn)行除油、粗化等預(yù)處理的方法。
7.按權(quán)利要求1所述的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，所述的過渡涂層可以通過與基體和工作涂層間的相互反應(yīng)而固溶，而使處理后過渡涂層的存在不明顯。
8.按權(quán)利要求1所述的銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法，其特征在于，所述的銅或銅合金表面預(yù)處理可以通過冷噴涂實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅或銅合金基體上鎳基自熔合金涂層的制備方法。該方法包括銅或銅合金基體表面預(yù)處理、噴涂過渡涂層，然后再在其上噴涂鎳基自熔合金工作涂層；通過將涂層加熱至過渡涂層熔點(diǎn)附近，使過渡涂層熔化，將鎳基合金與基體牢固地連接在一起構(gòu)成復(fù)合耐磨涂層。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層與銅或銅合金之間呈牢固的冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，具有優(yōu)越的耐磨損性能以及耐熱沖擊性能。涂層的典型應(yīng)用可以有效提高結(jié)晶器銅或銅合金的使用壽命，還可廣泛用于各種銅或銅合金表面的強(qiáng)化與修復(fù)。
文檔編號(hào)C23C4/18GK1431336SQ0311444
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者李長久, 王豫躍, 楊冠軍 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)