一種稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層及其制備方法，復(fù)合涂層各組成成分及其重量份如下：氧化鋁78~90份、氧化鈦10~22份、氧化鑭1~9份、氧化釤1~9份；氧化鋁和氧化鈦總共為100份。制備方法是：（1）對金屬基底材料進(jìn)行表面處理，噴涂過渡層；（2）按比例混合涂層材料；（3）采用等離子噴涂的方法進(jìn)行涂層制作；（4）對涂層進(jìn)行熱處理，在基底材料表面得到復(fù)合涂層。得到的涂層具有高致密性、低孔隙率、高結(jié)合強(qiáng)度、高耐磨性能的特點(diǎn)。
【專利說明】一種稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層及其制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種摩擦材料，尤其是涉及一種稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，工程機(jī)械、設(shè)備及構(gòu)件的工作條件變得日益苛刻，陶瓷基涂層摩擦材料在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，但是熱噴涂方法制備的涂層存在較大的孔隙率，涂層較硬且脆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，提供一種稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層，具有高致密性、高結(jié)合強(qiáng)度、高耐磨性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層，各組成成分及其重量份如下:氧化鋁78~90份、氧化鈦10-22份、氧化鑭1-9份、氧化衫1-9份。氧化招和氧化鈦總共為100份。
[0005]所述氧化鋁、氧化鈦為100目~800目；
氧化鑭和氧化釤為粉末，粒徑為20-80μπι，若粉末粒徑小，則在噴涂時動量小，影響涂層的致密度和結(jié)合強(qiáng)度；若粉末粒徑較大，影響不同組份間的復(fù)合，且在噴涂時可能會堵塞噴涂設(shè)備的送粉管。
[0006]純的氧化鋁脆性較大，通過和氧化鈦的復(fù)合，可以提高材料的韌性，改善其脆性，然后在氧化鋁-氧化鈦的復(fù)合粉末中同時添加氧化鑭和氧化釤，在等離子噴涂過程中，氧化鑭和氧化釤發(fā)揮協(xié)同作用，可以促進(jìn)復(fù)合物更好的液化，生成固溶體，對涂層的顯微結(jié)構(gòu)起到優(yōu)化作用，降低涂層的孔隙率并減少涂層內(nèi)孔邊緣處的應(yīng)力集中，使得陶瓷涂層的結(jié)合強(qiáng)度、耐磨性、顯微硬度等性能有明顯的改善。
[0007]上述稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層的制備方法，包括以下步驟:
(1)對金屬基底材料進(jìn)行表面處理，噴涂過渡層；
(2)按上述比例混合涂層材料；
(3)采用等離子噴涂的方法進(jìn)行涂層制作；
(4)對涂層進(jìn)行熱處理，在基底材料表面得到復(fù)合涂層。
[0008]稀土氧化物的結(jié)構(gòu)主要與稀土元素的離子半徑、價態(tài)和生成溫度有關(guān)，其結(jié)構(gòu)在一定溫度條件下是可以相互轉(zhuǎn)變，它們都具有較高的熔點(diǎn)，熱穩(wěn)定性好。本發(fā)明的涂層以氧化鋁-氧化鈦為骨架結(jié)構(gòu)，加入稀土氧化物可以對涂層的顯微結(jié)構(gòu)起到優(yōu)化作用，降低涂層的孔隙率并減少涂層內(nèi)孔邊緣處的應(yīng)力集中，使得陶瓷涂層的結(jié)合強(qiáng)度、耐磨性、顯微硬度等性能有明顯的改善?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1是參雜不同配比含量氧化鑭和氧化釤的AT涂層截面形貌SEM照片:(a)對比例3:氧化鑭10份，氧化釤O份；(b)實(shí)施例2:氧化鑭9份，氧化釤1份；(c)氧化鑭6份，氧化釤4份，(d)氧化鑭4份，氧化釤6份，(e)實(shí)施例3:氧化鑭1份，氧化釤9份，(f)對比例2:氧化鑭O份，氧化釤10份。說明同時添加氧化鑭和氧化釤比單獨(dú)添加氧化鑭或氧化釤更能降低涂層的孔隙率。
[0010]【具體實(shí)施方式】:
以下將結(jié)合實(shí)施例具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案:
實(shí)施例1-5所采用的各組份的重量份以及所得涂層的性能考核見表1:
【權(quán)利要求】
1.一種稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層，其特征在于各組成成分及其重量份如下:氧化招78~90份、氧化鈦10-22份、氧化鑭1~9份、氧化衫1~9份；氧化招和氧化鈦總共為100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層，其特征在于所述氧化招、氧化鈦為100目~800目；氧化鑭和氧化衫為粉末,粒徑為20-80μηι。
3.權(quán)利要求1所述的稀土摻雜改性的氧化鋁-氧化鈦復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)對金屬基底材料進(jìn)行表面處理，噴涂過渡層； (2)按比例混合涂層材料； (3)采用等離子噴涂的方法進(jìn)行涂層制作； (4)對涂層進(jìn)行熱處理，在基底材料表面得到復(fù)合涂層。
【文檔編號】C23C4/10GK104018109SQ201410191531
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】丁慶軍, 田博, 趙蓋 申請人:南京航空航天大學(xué)