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使用熱噴涂方法制備金屬基石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的方法與流程

文檔序號(hào):12458154閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.使用熱噴涂方法制備金屬基石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的方法,其特征在于,包括如下步驟:

a)噴砂通過(guò)打磨方式清除基體表面的殘余物質(zhì),使基體表面粗糙,改善基體與噴涂層間的結(jié)合強(qiáng)度;

b)熱噴工作層采用熱噴涂噴槍及金屬基石墨烯熱噴涂復(fù)合焊絲,對(duì)所述基體表面進(jìn)行熱噴涂,使所述基體表面生成少層鐵基石墨烯增強(qiáng)復(fù)合涂層,該涂層表面包含有均勻分布的少層石墨烯細(xì)化晶粒;

其中,所述金屬基石墨烯熱噴涂復(fù)合焊絲由管狀包皮材料和充填其中的填料粉末組成;所述管狀包皮材料為低碳鋼或低合金鋼,所述填料粉末為Fe基石墨烯粉末、陶瓷顆粒、B、Cr、Ni、難熔金屬、納米級(jí)Al2O3粉末的混合物,其各成分的重量比為Fe基石墨烯粉末:陶瓷顆粒:B:Cr:Ni:難熔金屬:納米級(jí)Al2O3粉末=40-85:1-10:5.1-7.5:2-20:1-4:1-5:5-20,其中,所述Fe基石墨烯粉末中Fe與C的質(zhì)量比為40-80:2.6-3.5。

2.如權(quán)利要求1所述的使用熱噴涂方法制備金屬基石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的方法,其特征在于,所述陶瓷顆粒包含SiC、B4C、BN、SiO2、TiC、Al2O3成分。

3.如權(quán)利要求1所述的使用熱噴涂方法制備金屬基石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的方法,其特征在于,所述難熔金屬為V、Nb、Ta、Mo、W中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1所述的使用熱噴涂方法制備金屬基石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的方法,其特征在于,采用超音速電弧噴涂裝置進(jìn)行操作施工,其工作電壓為18-40V,工作電流為180-500A,噴涂工作距離為200-800mm,壓縮空氣壓力為0.4-1.0MPa。

5.如權(quán)利要求1所述的使用熱噴涂方法制備金屬基石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料的方法,其特征在于,所述金屬基石墨烯熱噴涂復(fù)合焊絲由如下步驟制備而成:

a)選取粒徑為100-500nm的石墨粉與粒徑為53-96um的鐵粉,按照重量比1:8-20的比例分別稱重;

b)將上述石墨粉及鐵粉放入干燥箱中干燥,100‐150℃保溫0.5‐2.0小時(shí);

c)將在步驟b中干燥的石墨粉及鐵粉快速轉(zhuǎn)入機(jī)械混合容器中,啟動(dòng)機(jī)械混合容器繞軸旋轉(zhuǎn),使所述石墨粉及鐵粉相互碰撞結(jié)合,所述機(jī)械混合容器的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為10–120rpm,攪拌時(shí)間為2-12小時(shí);

d)攪拌完成后,將上述混合物用270目的格篩進(jìn)行篩分,保留未經(jīng)過(guò)270目篩孔的粉末,即為所述的鐵基石墨烯粉末;

e)將步驟d中得到的鐵基石墨烯粉末與所述陶瓷顆粒、B、Cr、Ni、難熔金屬、納米級(jí)Al2O3粉末按上述比例混合,烘干,再放入機(jī)械混合容器混合均勻,得到填料粉末,再將填料粉末填充至所述管狀包皮材料中,即得到所述的金屬基石墨烯熱噴涂復(fù)合焊絲;

其中,所述機(jī)械混合容器包括圓筒形不銹鋼容器罐、水平固定軸以及驅(qū)動(dòng)水平固定軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置;所述容器罐兩端設(shè)置有用于粉末填入和取出的活門(mén),所述容器罐固定在水平固定軸上,且軸芯與水平固定軸成15°-45°夾角,所述容器罐以水平固定軸為軸心進(jìn)行旋轉(zhuǎn);所述容器罐的直徑與高度比為1:1-3。

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