CN104894560A - 一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层及其制备方法，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.14-0.16%，铑：2.26-2.28%，硅：6.25-6.28%，钒：3.20-3.22%，镍：12.45-12.48%，钾：0.13-0.15%，硼：0.22-0.25%，钼：2.54-2.56%，铷：2.77-2.79%，钨：0.22-0.24%，钛：3.72-3.75%，镉：0.42-0.45%，镧：3.15-3.18%，钕：4.38-4.39%，钷：2.33-2.35%，铕：1.62-1.64%，镝：4.42-4.45%,余量为铁。

Description

一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于金属领域，涉及一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，同时也给社会创造了越来越大的价值。当前，金属制品面临着很多问题，其中抗氧化问题是金属制品必须面临和解决的问题，为了提高金属制品的抗氧化、耐磨和耐高温等能力，人们通常在金属制品表面通过金属涂层来快速实现；但现有的金属涂层仍存在问题，如：生产成本高、使用寿命短、耐热耐磨性能低等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层及其制备方法，不仅强度高，抗腐蚀能力和抗氧化能力极强，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨损，增加其使用寿命，并且还提供制备方法，方法简单，成本低，生产效率高。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.14-0.16%，铑：2.26-2.28%，硅：6.25-6.28%，钒：3.20-3.22%，镍：12.45-12.48%，钾：0.13-0.15%，硼：0.22-0.25%，钼：2.54-2.56%，铷：2.77-2.79%，钨：0.22-0.24%，钛：3.72-3.75%，镉：0.42-0.45%，镧：3.15-3.18%，钕：4.38-4.39%，钷：2.33-2.35%，铕：1.62-1.64%，镝：4.42-4.45%,余量为铁；

涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：20-23份，金红石：8-12份，粘土：30-35份，高岭石：5-7份，锆英石：1-2份，去离子水：30-40份，镍粉：1-3份，铜粉：2-4份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

本发明还提供用于金属表面抗氧化性能强的涂层的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：先将各个元素放入球磨机中磨粉，过40目筛，然后放入熔炼炉中，在氮气的氛围中，加热至850-880℃，保温1-3小时，再将温度增加至1280-1350℃，并且搅拌均匀，然后保温3-5小时，然后空冷至室温，得到金属块，将金属块放入球磨机中磨粉，过70目筛，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤（1）中的金属粉末A均匀的喷涂到金属表面上，厚度为0.5-0.8mm，然后加热至840-850℃，保温3-4小时，然后以10-12℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理；

步骤（3）：将陶瓷层中的镁橄榄石、金红石、粘土、高岭石、锆英石、去离子水、镍粉和铜粉混合，然后放入球磨机中磨粉，过100目筛，得到陶瓷粉末B；

步骤（4）：将陶瓷粉末B均匀的喷涂到金属表面上，厚度为1-3mm，然后加热至320-330℃，保温3-4小时，再加热至580-600℃，保温2-4小时，然后以10-12℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理即可。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的用于金属表面抗氧化性能强的涂层，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.14%，铑：2.26%，硅：6.25%，钒：3.20%，镍：12.45%，钾：0.13%，硼：0.22%，钼：2.54%，铷：2.77%，钨：0.22%，钛：3.72%，镉：0.42%，镧：3.15%，钕：4.38%，钷：2.33%，铕：1.62%，镝：4.42%,余量为铁；

涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：20份，金红石：8份，粘土：30份，高岭石：5份，锆英石：1份，去离子水：30份，镍粉：1份，铜粉：2份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

前述的用于金属表面抗氧化性能强的涂层，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.16%，铑：2.28%，硅：6.28%，钒：3.22%，镍：12.48%，钾：0.15%，硼：0.25%，钼：2.56%，铷：2.79%，钨：0.24%，钛：3.75%，镉：0.45%，镧：3.18%，钕：4.39%，钷：2.35%，铕：1.64%，镝：4.45%,余量为铁；

涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：23份，金红石：12份，粘土：35份，高岭石：7份，锆英石：2份，去离子水：40份，镍粉：3份，铜粉：4份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

前述的用于金属表面抗氧化性能强的涂层，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.15%，铑：2.27%，硅：6.26%，钒：3.21%，镍：12.47%，钾：0.14%，硼：0.24%，钼：2.55%，铷：2.78%，钨：0.23%，钛：3.74%，镉：0.44%，镧：3.17%，钕：4.38%，钷：2.34%，铕：1.63%，镝：4.43%,余量为铁；

涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：22份，金红石：11份，粘土：33份，高岭石：6份，锆英石：2份，去离子水：38份，镍粉：2份，铜粉：3份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

本发明的有益效果是：该涂层不仅强度高，抗氧化能力和耐高温能力极强，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨损，增加其使用寿命，吸附性好，并且还提供制备方法，方法简单，成本低，生产效率高；其中涂层中加入钼元素，能提高耐腐蚀性和强度，加入钒元素，在热处理中能细化晶粒，可加大其强度、韧性、抗腐蚀、耐磨和承受冲击负荷的等，加入钾和硅元素，能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性，提高强度，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀，加入镍元素，能提高其耐磨才能力和增加其强度，提高其熔点，增加抗高温的能力和抗氧化能力；并且加入稀土元素中的镧、钕、钷、铕、镝元素，能在热处理过程中细化晶粒，形成致密的晶体结构，增加涂层的强度和耐摩擦性能，并且还在涂层表面涂有一层陶瓷层，提高涂层的耐腐蚀性能和抗氧化性能，增加其使用寿命。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.14%，铑：2.26%，硅：6.25%，钒：3.20%，镍：12.45%，钾：0.13%，硼：0.22%，钼：2.54%，铷：2.77%，钨：0.22%，钛：3.72%，镉：0.42%，镧：3.15%，钕：4.38%，钷：2.33%，铕：1.62%，镝：4.42%,余量为铁；

涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：20份，金红石：8份，粘土：30份，高岭石：5份，锆英石：1份，去离子水：30份，镍粉：1份，铜粉：2份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

本实施例还提供用于金属表面抗氧化性能强的涂层的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：先将各个元素放入球磨机中磨粉，过40目筛，然后放入熔炼炉中，在氮气的氛围中，加热至850℃，保温1小时，再将温度增加至1280℃，并且搅拌均匀，然后保温3小时，然后空冷至室温，得到金属块，将金属块放入球磨机中磨粉，过70目筛，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤（1）中的金属粉末A均匀的喷涂到金属表面上，厚度为0.5mm，然后加热至840℃，保温3小时，然后以10℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理；

步骤（3）：将陶瓷层中的镁橄榄石、金红石、粘土、高岭石、锆英石、去离子水、镍粉和铜粉混合，然后放入球磨机中磨粉，过100目筛，得到陶瓷粉末B；

步骤（4）：将陶瓷粉末B均匀的喷涂到金属表面上，厚度为1mm，然后加热至320℃，保温3小时，再加热至580℃，保温2小时，然后以10℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理即可。

实施例2

本实施例提供的一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.16%，铑：2.28%，硅：6.28%，钒：3.22%，镍：12.48%，钾：0.15%，硼：0.25%，钼：2.56%，铷：2.79%，钨：0.24%，钛：3.75%，镉：0.45%，镧：3.18%，钕：4.39%，钷：2.35%，铕：1.64%，镝：4.45%,余量为铁；

涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：23份，金红石：12份，粘土：35份，高岭石：7份，锆英石：2份，去离子水：40份，镍粉：3份，铜粉：4份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

本实施例还提供用于金属表面抗氧化性能强的涂层的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：先将各个元素放入球磨机中磨粉，过40目筛，然后放入熔炼炉中，在氮气的氛围中，加热至880℃，保温3小时，再将温度增加至1350℃，并且搅拌均匀，然后保温5小时，然后空冷至室温，得到金属块，将金属块放入球磨机中磨粉，过70目筛，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤（1）中的金属粉末A均匀的喷涂到金属表面上，厚度为0.8mm，然后加热至850℃，保温4小时，然后以12℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理；

步骤（3）：将陶瓷层中的镁橄榄石、金红石、粘土、高岭石、锆英石、去离子水、镍粉和铜粉混合，然后放入球磨机中磨粉，过100目筛，得到陶瓷粉末B；

步骤（4）：将陶瓷粉末B均匀的喷涂到金属表面上，厚度为3mm，然后加热至330℃，保温4小时，再加热至600℃，保温4小时，然后以12℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理即可。

实施例3

本实施例提供的一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层，该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.15%，铑：2.27%，硅：6.26%，钒：3.21%，镍：12.47%，钾：0.14%，硼：0.24%，钼：2.55%，铷：2.78%，钨：0.23%，钛：3.74%，镉：0.44%，镧：3.17%，钕：4.38%，钷：2.34%，铕：1.63%，镝：4.43%,余量为铁；

涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：22份，金红石：11份，粘土：33份，高岭石：6份，锆英石：2份，去离子水：38份，镍粉：2份，铜粉：3份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

本实施例还提供用于金属表面抗氧化性能强的涂层的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：先将各个元素放入球磨机中磨粉，过40目筛，然后放入熔炼炉中，在氮气的氛围中，加热至870℃，保温2小时，再将温度增加至1290℃，并且搅拌均匀，然后保温4小时，然后空冷至室温，得到金属块，将金属块放入球磨机中磨粉，过70目筛，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤（1）中的金属粉末A均匀的喷涂到金属表面上，厚度为0.6mm，然后加热至845℃，保温3.6小时，然后以11℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理；

步骤（3）：将陶瓷层中的镁橄榄石、金红石、粘土、高岭石、锆英石、去离子水、镍粉和铜粉混合，然后放入球磨机中磨粉，过100目筛，得到陶瓷粉末B；

步骤（4）：将陶瓷粉末B均匀的喷涂到金属表面上，厚度为2mm，然后加热至326℃，保温3.2小时，再加热至590℃，保温3小时，然后以11℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理即可。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层，其特征在于：该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.14-0.16%，铑：2.26-2.28%，硅：6.25-6.28%，钒：3.20-3.22%，镍：12.45-12.48%，钾：0.13-0.15%，硼：0.22-0.25%，钼：2.54-2.56%，铷：2.77-2.79%，钨：0.22-0.24%，钛：3.72-3.75%，镉：0.42-0.45%，镧：3.15-3.18%，钕：4.38-4.39%，钷：2.33-2.35%，铕：1.62-1.64%，镝：4.42-4.45%,余量为铁；

所述涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，所述陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：20-23份，金红石：8-12份，粘土：30-35份，高岭石：5-7份，锆英石：1-2份，去离子水：30-40份，镍粉：1-3份，铜粉：2-4份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

2.根据权利要求1所述的用于金属表面抗氧化性能强的涂层，其特征在于：该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.14%，铑：2.26%，硅：6.25%，钒：3.20%，镍：12.45%，钾：0.13%，硼：0.22%，钼：2.54%，铷：2.77%，钨：0.22%，钛：3.72%，镉：0.42%，镧：3.15%，钕：4.38%，钷：2.33%，铕：1.62%，镝：4.42%,余量为铁；

所述涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，所述陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：20份，金红石：8份，粘土：30份，高岭石：5份，锆英石：1份，去离子水：30份，镍粉：1份，铜粉：2份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

3.根据权利要求1所述的用于金属表面抗氧化性能强的涂层，其特征在于：该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.16%，铑：2.28%，硅：6.28%，钒：3.22%，镍：12.48%，钾：0.15%，硼：0.25%，钼：2.56%，铷：2.79%，钨：0.24%，钛：3.75%，镉：0.45%，镧：3.18%，钕：4.39%，钷：2.35%，铕：1.64%，镝：4.45%,余量为铁；

所述涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，所述陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：23份，金红石：12份，粘土：35份，高岭石：7份，锆英石：2份，去离子水：40份，镍粉：3份，铜粉：4份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

4.根据权利要求1所述的用于金属表面抗氧化性能强的涂层，其特征在于：该涂层的组分按质量百分比为：碳：0.15%，铑：2.27%，硅：6.26%，钒：3.21%，镍：12.47%，钾：0.14%，硼：0.24%，钼：2.55%，铷：2.78%，钨：0.23%，钛：3.74%，镉：0.44%，镧：3.17%，钕：4.38%，钷：2.34%，铕：1.63%，镝：4.43%,余量为铁；

所述涂层表面还喷涂有一层陶瓷层，所述陶瓷层的组分按重量份数计为：镁橄榄石：22份，金红石：11份，粘土：33份，高岭石：6份，锆英石：2份，去离子水：38份，镍粉：2份，铜粉：3份；

其中铜粉为提纯后铜粉，铜粉的提纯方法具体操作如下：

先将有机溶剂用13A型分子筛脱水10天备用；

将铜粉、有机溶剂以及催化剂捕捉剂加入到350mm的三口烧瓶中室温搅拌40min后静置2h，再用循环水试真空泵、布氏漏斗和锥形瓶的组成的抽滤装置滤去析出的杂质；

将去除过杂质的铜粉加入到三口烧瓶中，开始加热慢慢升温至60℃，使有机溶剂挥发出来并收集，升温至97℃，抽滤50min，即可得到提纯后的铜粉。

5.一种用于金属表面抗氧化性能强的涂层的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：

步骤（1）：先将各个元素放入球磨机中磨粉，过40目筛，然后放入熔炼炉中，在氮气的氛围中，加热至850-880℃，保温1-3小时，再将温度增加至1280-1350℃，并且搅拌均匀，然后保温3-5小时，然后空冷至室温，得到金属块，将金属块放入球磨机中磨粉，过70目筛，得金属粉末A；

步骤（2）：将步骤（1）中的金属粉末A均匀的喷涂到金属表面上，厚度为0.5-0.8mm，然后加热至840-850℃，保温3-4小时，然后以10-12℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理；

步骤（3）：将陶瓷层中的镁橄榄石、金红石、粘土、高岭石、锆英石、去离子水、镍粉和铜粉混合，然后放入球磨机中磨粉，过100目筛，得到陶瓷粉末B；

步骤（4）：将陶瓷粉末B均匀的喷涂到金属表面上，厚度为1-3mm，然后加热至320-330℃，保温3-4小时，再加热至580-600℃，保温2-4小时，然后以10-12℃/s的速度水冷至室温，清洗表面，并将其干燥处理即可。