CN104195498A - 一种金属基陶瓷涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属基陶瓷涂层及其制备方法，属于陶瓷技术领域，其中各组分的重量份为碳化硅25~35份、电熔刚玉30~40份、莫来石3~8份、铝酸盐水泥5~10份，复合碱水剂10-20份，复合氧化硅微粉20-30份，其制备方法是将上述各组分混合搅拌均匀，在1500~1550℃的高温融化1.5~2.0小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1000-2000m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层；该金属基陶瓷涂层既具有金属的强度和韧度又具有陶瓷材料的耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点，是一种新型复合材料。

Description

一种金属基陶瓷涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属基陶瓷涂层，具体涉及一种既具有金属的强度和韧度又具有陶瓷材料的耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点，是一种新型复合材料的金属基陶瓷涂层及其制备方法，属于陶瓷技术领域。

背景技术

金属基陶瓷涂层系加涂在金属表面上的陶瓷保护层或表面膜的总称。随着高新技术的不断发展，对材料性能的要求愈来愈高，由于工程机械、陶瓷生产辅助设备及构件等工作条件日益苛刻，要求材料具有耐高温、高温抗氧化、抗震动、抗疲劳、抗温度急变以及耐冲刷等性能，以致单纯的金属材料布即佳满足要求金属合金材料在高温情况下具有强度高和良好的韧性和导热性，但在高温下抗氧化性较差，从而限制了其在高温下的使用。而陶瓷材料具有良好的高温抗氧化性及耐磨性，因此在金属表面加涂陶瓷涂层制备既具有金属的强度和韧度又具有陶瓷材料耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点的一种新型复合材料，正越来越受到人们的重视。

目前金属基陶瓷涂层已成功地应用于航天、航空、国防、化工机械、电力、电子等工业领域。随着对材料性能要求的不断提高和对金属基陶瓷涂层研究的不断深入，人们对涂层的作用机理及使用过程中的失效机理的认识也越来越深刻，并在不断地改进现有涂层的性能，发展新涂层和新工艺。

随着陶瓷涂层种类增加和广泛应用，涂层技术也日益得到发展。陶瓷涂层的制备方法很多，现阶段金属基陶瓷涂层的主要制备方法有:喷涂法，化学气相沉积法，物理气相沉积法，复合镀层，溶胶凝胶法，高温自蔓延法，高温熔烧法。

喷涂法是在高温下将涂层材料熔化和雾化，形成熔融或半熔融状态的粒子流.以极高的速度喷涂于金属基体表面上的涂覆方法。喷涂法最早是由瑞士的M.U.Sehoop在1910年发明的。

喷涂法具有许多的特点:(1)可供喷涂的材料很多，如陶瓷、金属、塑料、玻璃及其混合物，也可以将不同材料组成的涂层重叠，形成复合涂层;(2)被喷涂的构件尺寸不受限制，可自由选择涂层厚度;(3)采用高温火焰喷射，对被喷涂构件的热影响和热变形小;( 4)喷涂设备简单，可直接将设备搬至现场进行喷涂，操作工序少，效率高，涂层形成速度快。

中国专利公开号：CN1597617A公开一种烧结式金属粉末涂料及以其制备金属陶瓷防腐涂层的方法，该涂层由片状金属粉末、成型剂、烧结助剂和分散介质四种成分组成，但是该涂层组成过于简单，实际可操作性差，制备出来的涂层材料并不能满足要求。

本发明将碳化硅、电熔刚玉、莫来石、铝酸盐水泥，复合碱水剂，复合氧化硅微粉制备一种金属基陶瓷涂层，该金属基陶瓷涂层专利在国内仍未见。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属基陶瓷涂层及其制备方法；该金属基陶瓷涂层既具有金属的强度和韧度又具有陶瓷材料的耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点，是一种新型复合材料。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅25~35份、电熔刚玉30~40份、莫来石3~8份、铝酸盐水泥5~10份，复合碱水剂10-20份，复合氧化硅微粉20-30份。 

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅25~30份、电熔刚玉30~35份、莫来石3~5份、铝酸盐水泥5~8份，复合碱水剂10-15份，复合氧化硅微粉20-25份。

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅25~28份、电熔刚玉30~33份、莫来石3~5份、铝酸盐水泥5~7份，复合碱水剂10-13份，复合氧化硅微粉20-23份。

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅25份、电熔刚玉30份、莫来石5份、铝酸盐水泥6份，复合碱水剂13份，复合氧化硅微粉22份。

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅28份、电熔刚玉33份、莫来石5份、铝酸盐水泥7份，复合碱水剂13份，复合氧化硅微粉23份。

一种金属基陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1500~1550℃的高温融化1.5~2.0小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1000-2000m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

一种金属基陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1530℃的高温融化1.8小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1500m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明的金属基陶瓷涂层既具有金属的强度和韧度又具有陶瓷材料的耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点，是一种新型复合材料。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

实施例1

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅25份、电熔刚玉30份、莫来石5份、铝酸盐水泥6份，复合碱水剂13份，复合氧化硅微粉22份。

其制备方法包括如下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1510℃的高温融化1.8小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1200m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

实施例2

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅28份、电熔刚玉33份、莫来石5份、铝酸盐水泥7份，复合碱水剂13份，复合氧化硅微粉23份。

其制备方法包括如下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1520℃的高温融化1.9小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1300m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

实施例3

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅26份、电熔刚玉34份、莫来石5份、铝酸盐水泥8份，复合碱水剂15份，复合氧化硅微粉23份。

其制备方法包括如下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1530℃的高温融化1.5小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1000m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

实施例4

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅33份、电熔刚玉33份、莫来石3份、铝酸盐水泥8份，复合碱水剂20份，复合氧化硅微粉30份。

其制备方法包括如下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1550℃的高温融化2.0小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1800m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

实施例5

一种金属基陶瓷涂层，各组分的重量份为：

碳化硅30份、电熔刚玉32份、莫来石5份、铝酸盐水泥7份，复合碱水剂13份，复合氧化硅微粉25份。

其制备方法包括如下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1540℃的高温融化1.7小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1500m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

Claims (7)

1.一种金属基陶瓷涂层，其特征在于：各组分的重量份为：

碳化硅25~35份、电熔刚玉30~40份、莫来石3~8份、铝酸盐水泥5~10份，复合碱水剂10-20份，复合氧化硅微粉20-30份。

2.一种金属基陶瓷涂层，其特征在于：各组分的重量份为：

碳化硅25~30份、电熔刚玉30~35份、莫来石3~5份、铝酸盐水泥5~8份，复合碱水剂10-15份，复合氧化硅微粉20-25份。

3.一种金属基陶瓷涂层，其特征在于：各组分的重量份为：

碳化硅25~28份、电熔刚玉30~33份、莫来石3~5份、铝酸盐水泥5~7份，复合碱水剂10-13份，复合氧化硅微粉20-23份。

4.一种金属基陶瓷涂层，其特征在于：各组分的重量份为：

碳化硅25份、电熔刚玉30份、莫来石5份、铝酸盐水泥6份，复合碱水剂13份，复合氧化硅微粉22份。

5.一种金属基陶瓷涂层，其特征在于：各组分的重量份为：

碳化硅28份、电熔刚玉33份、莫来石5份、铝酸盐水泥7份，复合碱水剂13份，复合氧化硅微粉23份。

6.一种金属基陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1500~1550℃的高温融化1.5~2.0小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1000-2000m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。

7.一种金属基陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

将上述各组分混合搅拌均匀，在1530℃的高温融化1.8小时，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以1500m/s的速度喷涂与金属基体表面上，即得金属基陶瓷涂层。