CN101191188A - 一种热喷涂用复合棒材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热喷涂用复合棒材的制备方法，其步骤如下：(1)根据涂层材料的组分特点选择合适的金属和或合金管材；(2)将所选择的金属和或合金管材的一端封闭，将余下组分的粉体材料装入所述金属和或合金管材中，并将所述金属和或合金管材的另一端封闭；(3)采用旋锻或拉伸工艺对步骤(2)所得的两端封闭的金属和或合金管材进行塑性加工，得热喷涂用复合棒材。该种方法可将一部分含有金属、非金属组元的复杂组分粉体材料制成可供热喷涂使用的复合棒材，并采用棒材火焰喷涂工艺进行喷涂，从而实现涂层材料的整体、均匀输送和熔化，形成满足多元性能要求的均质涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种热喷涂用复合棒材的制备方法。
背景技术
热喷涂是利用热源将金属或非金属材料加热到熔融或半融熔状态，并用高速气流将其雾化成微小颗粒，喷射到经过处理的工件表面上形成涂层，从而使工件表面获得耐磨、耐腐、耐热、抗氧化、隔热、绝缘、导电、密封、防微波辐射以及其他特殊物理化学性能的一种工艺方法。
热喷涂材料是热喷涂技术的物质基础，有粉末、丝材和棒材三种形式。传统的喷涂棒材从组分上来看多为氧化物陶瓷体系，通过练泥、挤压、烧结等工艺成型。它们主要被用来制备耐磨、耐腐、隔热等性能较为单一的涂层。
目前，随着对涂层性能要求多元化趋势的出现，传统的单一或简单组分的涂层材料已不能满足某些场合下涂层的使用性能要求。例如，现代航空涡轮发动机中用于减小压气机中相互配合的静子和转子之间间隙的封严涂层材料一般由金属和非金属材料复合而成。其中，金属相用来保证涂层自身的强度以及与基体的结合强度。常用的金属材料有镍、铝、铜及其合金等；非金属相用来保证涂层的可磨耗性、减磨和抗粘着性能。常用石墨、六方氮化硼、二硫化钼、氟化钙、硅藻土、硼润土和高分子聚合物等。由于这些组元的理化性能差异很大，需要采用非常复杂的制备工艺才能将其制成成分均匀、粒度范围适合的粉末喷涂材料。
因此，如何将这类由性能各异的金属、非金属组元组成的混合粉体制成棒料，并采用棒材火焰喷涂工艺进行喷涂，从而实现涂层材料的整体、均匀输送和熔化，形成满足性能要求的均质涂层，就成为本技术领域需要解决的技术问题。一方面可以简化复杂组分涂层材料的制备工艺，使得制备某些具有复杂功能要求的涂层成为可能。另一方面又可开辟出制备热喷涂用棒材的新途径，增加可用的热喷涂棒材类型，扩大棒材火焰喷涂工艺的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热喷涂用复合棒材的制备方法。该种方法可将一部分含有金属、非金属组元的复杂组分粉体材料制成可供热喷涂使用的复合棒材。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种热喷涂用复合棒材的制备方法，其步骤如下：
(1)根据涂层材料的组分特点选择合适的金属和或合金管材；
(2)将所选择的金属和或合金管材的一端封闭，将余下组分的粉体材料装入所述金属和或合金管材中，并将所述金属和或合金管材的另一端封闭；
(3)采用旋锻或拉伸工艺对步骤(2)所得的两端封闭的金属和或合金管材进行塑性加工，得热喷涂用复合棒材。
一种优选技术方案，其特征在于：所述金属和或合金管材为钢管、不锈钢管、镍管、铝管或铜管等金属或合金管材。
一种优选技术方案，其特征在于：装入所述金属和合金管材中的粉体可以是金属、合金、陶瓷、或高分子聚合物之一或其混合物。
采用本发明提供的方法制备出的复合棒材可用于火焰喷涂工艺。制备出的涂层具备金属、非金属组元复合后所表现出的多元化的功能。
本发明的热喷涂用复合棒材的制备方法，在装入所述金属和合金管材中的粉体中无需加入粘接剂、增塑剂等有机或无机添加剂，且无需对加工成形的棒材进行烧结或其它热处理。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1为本发明热喷涂用复合棒材的制备流程示意图。
图2为采用本发明的方法所制备的热喷涂用复合棒材的横截面示意图。
具体实施方式
实施例1
采用下述的制备热喷涂用复合棒材的方法制备镍基复合棒材，其组成成分为：BN 11-13wt％，SiO2 7-8wt％，Al 1-2wt％，余量Ni
按照图1所示的一种热喷涂用复合棒材的制备方法流程图，其步骤如下：
(1)根据涂层材料的组分特点选择合适的金属和或合金管材选择外径为10mm，内径为9mm，长度为2m的镍管；
(2)将所选择的镍管的一端封闭，按成分配比将40克BN、25克SiO2和5克Al粉装入所述镍管中，并将所述镍管的另一端封闭；
(3)采用旋锻或拉伸工艺对步骤(2)所得的两端封闭的镍管进行塑性加工成直径4-6mm或其它指定的直径尺寸，然后再将其切割成长度为500-600mm或其它指定的长度尺寸的棒材。其横截面如图2所示，在本实施例中，1为镍管，2为BN、SiO2及Al的混合粉体。
实施例2
采用上述的制备热喷涂用复合棒材的方法制备铁基复合棒材，其组成成分为：TiB2 20-22wt％，Al2O3 8-10wt％，余量Fe。
一种热喷涂用复合棒材的制备方法，其步骤如下：
(1)根据涂层材料的组分特点选择合适的金属和或合金管材选择外径为9mm，内径为8mm，长度为2m的钢管；
(2)将所选择的钢管的一端封闭，按成分配比将62克TiB2、27克Al2O3装入所述钢管中，并将所述钢管的另一端封闭；
(3)采用旋锻或拉伸工艺对步骤(2)所得的两端封闭的钢管进行塑性加工成直径4-6mm或其它指定的直径尺寸，然后再将其切割成长度为500-600mm或其它指定的长度尺寸的棒材。
综上所述，本发明提供的制备热喷涂用复合棒材的方法可用来制备一系列由性能各异的金属、非金属组元组成的复杂组分涂层材料。
Claims (3)
1.一种热喷涂用复合棒材的制备方法，其步骤如下：
(1)根据涂层材料的组分特点选择合适的金属和或合金管材；
(2)将所选择的金属和或合金管材的一端封闭，将余下组分的粉体材料装入所述金属和/或合金管材中，并将所述金属和/或合金管材的另一端封闭；
(3)采用旋锻或拉伸工艺对步骤(2)所得的两端封闭的金属和或合金管材进行塑性加工，得热喷涂用复合棒材。
2.根据权利要求1所述的热喷涂用复合棒材的制备方法，其特征在于：所述金属和/或合金管材为钢管、不锈钢管、镍管、铝管或铜管。
3.根据权利要求2所述的热喷涂用复合棒材的制备方法，其特征在于：装入所述金属和/或合金管材中的粉体是金属、合金、陶瓷、或高分子聚合物之一或其任意比例的混合物。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106676451A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种超疏水功能粉芯丝材及其在制备超疏水功能涂层中的应用 |
| CN111647839A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-11 | 南京理工大学 | 一种电弧喷涂制备异构材料的方法及系统 |
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2006
- 2006-11-29 CN CNA2006101441948A patent/CN101191188A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106676451B (zh) * | 2016-12-22 | 2019-10-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种超疏水功能粉芯丝材及其在制备超疏水功能涂层中的应用 |
| CN111647839A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-11 | 南京理工大学 | 一种电弧喷涂制备异构材料的方法及系统 |
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