本發(fā)明屬于金屬陶瓷層制備，特別涉及一種利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法及碳化鉻金屬陶瓷層。

背景技術(shù)：

1、由于碳化鉻金屬陶瓷層在高溫下具有良好的服役性能，因此其被廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)通流部件及轉(zhuǎn)子軸、軸瓦、密封瓦等部件表面的強(qiáng)化與再制造修復(fù)。碳化鉻金屬陶瓷涂層主要包含了cr3c2硬質(zhì)相和金屬粘結(jié)相，其金屬基體成分與涂層的高溫氧化性能有著密切的相關(guān)性，通過調(diào)控涂層中金屬粘結(jié)相中多元合金元素的組成與含量是改善涂層的高溫氧化性能的一種有效的方法。

2、盡管碳化鉻金屬陶瓷涂層具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在抗高溫氧化性能、硬度和耐磨性方面仍存在一些缺陷。具體來說，典型的cr3c2-nicr涂層在高于815℃的工況環(huán)境下，可能出現(xiàn)硬質(zhì)相與粘結(jié)相氧化、硬質(zhì)相脫碳、氧化膜脫落、孔隙和裂紋產(chǎn)生等問題，這些現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致涂層的高溫抗氧化、耐磨和抗沖蝕性能劣化，從而限制了其在更高溫度工況下的應(yīng)用與服役壽命。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法及碳化鉻金屬陶瓷層，旨在解決現(xiàn)有碳化鉻金屬陶瓷層在抗高溫氧化性能、硬度和耐磨性上還較差的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其中，包括步驟：

4、將cocrmo粉末和cr3c2-nicr粉末混合后加入球磨罐中，在球磨罐中加入無水乙醇和磨球，而后密封球磨罐并放置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨；

5、球磨完成后使用真空干燥箱對(duì)球磨罐中的粉末漿料進(jìn)行干燥，并使用篩網(wǎng)對(duì)干燥后的粉末進(jìn)行篩分，從而得到了粒徑分布均勻的cr3c2-nicrcomo復(fù)合粉末；

6、采用熱噴涂工藝將所述cr3c2-nicrcomo復(fù)合粉末噴涂在經(jīng)過預(yù)熱處理的基體表面，生成碳化鉻金屬陶瓷涂層。

7、所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其中，將cocrmo粉末和cr3c2-nicr粉末混合后加入球磨罐的步驟中，所述cocrmo粉末和cr3c2-nicr粉末的質(zhì)量比為1:5-10。

8、所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其中，在球磨罐中加入無水乙醇和磨球，而后密封球磨罐并放置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨的步驟中，球料比為2:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為100-200r/min，球磨時(shí)間為10-20min。

9、所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其中，使用篩網(wǎng)對(duì)干燥后的粉末進(jìn)行篩分的步驟中，使用320目和800目的篩網(wǎng)對(duì)干燥后的粉末進(jìn)行篩分，從而得到了粒徑分布為46：18:4μm的cr3c2－nicrcomo復(fù)合粉末。

10、所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其中，采用熱噴涂工藝將所述cr3c2-nicrcomo復(fù)合粉末噴涂在經(jīng)過預(yù)熱處理的基體表面，生成碳化鉻金屬陶瓷涂層，包括步驟：

11、先對(duì)基體表面進(jìn)行去油污處理，再對(duì)基體進(jìn)行200-250℃的預(yù)熱處理，得到預(yù)處理基體；

12、使用所述cr3c2-nicrcomo復(fù)合粉末，對(duì)所述預(yù)處理基體表面進(jìn)行超音速火焰噴涂，在所述預(yù)處理基體表面生成碳化鉻金屬陶瓷涂層。

13、所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其中，對(duì)所述預(yù)處理基體表面進(jìn)行超音速火焰噴涂的步驟中，噴涂距離為410-450mm，送粉速率為120-150g/min。

14、所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其中，對(duì)所述預(yù)處理基體表面進(jìn)行超音速火焰噴涂的步驟中，超音速火焰噴涂時(shí)的燃料為煤油，流量控制為20-30l/min；助燃?xì)鉃楣I(yè)用氧氣，流量為600-1000l/min；送粉氣為工業(yè)用氬氣，流量為6-10l/min。

15、一種碳化鉻金屬陶瓷涂層，其中，采用本發(fā)明所述的制備方法制得。

16、有益效果：本發(fā)明利用熱噴涂技術(shù)實(shí)現(xiàn)碳化鉻金屬陶瓷涂層的高質(zhì)量和高效的制備方法，一方面改善了碳化鉻金屬陶瓷涂層的高溫抗氧化、耐磨和抗沖蝕性；另一方面，對(duì)碳化鉻金屬陶瓷涂層的改性有助于改善涂層的高溫服役性能和服役壽命。

技術(shù)特征：

1.一種利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于，將cocrmo粉末和cr3c2-nicr粉末混合后加入球磨罐的步驟中，所述cocrmo粉末和cr3c2-nicr粉末的質(zhì)量比為1:5-10。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于，在球磨罐中加入無水乙醇和磨球，而后密封球磨罐并放置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨的步驟中，球料比為2:1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為100-200r/min，球磨時(shí)間為10-20min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于，使用篩網(wǎng)對(duì)干燥后的粉末進(jìn)行篩分的步驟中，使用320目和800目的篩網(wǎng)對(duì)干燥后的粉末進(jìn)行篩分，從而得到了粒徑分布為46：18:4μm的cr3c2－nicrcomo復(fù)合粉末。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于，采用熱噴涂工藝將所述cr3c2-nicrcomo復(fù)合粉末噴涂在經(jīng)過預(yù)熱處理的基體表面，生成碳化鉻金屬陶瓷涂層，包括步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于，對(duì)所述預(yù)處理基體表面進(jìn)行超音速火焰噴涂的步驟中，噴涂距離為410-450mm，送粉速率為120-150g/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法，其特征在于，對(duì)所述預(yù)處理基體表面進(jìn)行超音速火焰噴涂的步驟中，超音速火焰噴涂時(shí)的燃料為煤油，流量控制為20-30l/min；助燃?xì)鉃楣I(yè)用氧氣，流量為600-1000l/min；送粉氣為工業(yè)用氬氣，流量為6-10l/min。

8.一種碳化鉻金屬陶瓷涂層，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一所述的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及金屬陶瓷層制備技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種利用熱噴涂技術(shù)制備碳化鉻金屬陶瓷涂層的方法及碳化鉻金屬陶瓷層，制備方法包括步驟：將CoCrMo粉末和Cr<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;?NiCr粉末混合后加入球磨罐中，在球磨罐中加入無水乙醇和磨球，而后密封球磨罐并放置于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨；球磨完成后使用真空干燥箱對(duì)球磨罐中的粉末漿料進(jìn)行干燥，并使用篩網(wǎng)對(duì)干燥后的粉末進(jìn)行篩分，從而得到了粒徑分布均勻的Cr<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;?NiCrCoMo復(fù)合粉末；采用熱噴涂工藝將所述Cr<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;?NiCrCoMo復(fù)合粉末噴涂在經(jīng)過預(yù)熱處理的基體表面，生成碳化鉻金屬陶瓷涂層。本發(fā)明方法制備的Cr<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;?NiCrCoMo碳化鉻金屬陶瓷涂層具有優(yōu)異的抗高溫氧化性能、硬度和耐磨性。

技術(shù)研發(fā)人員：張春華,陳城發(fā),楊丁卯,白汝佳,楊曉,秦志紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東仕誠塑料機(jī)械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6