CN109097771A - 一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法 - Google Patents
一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109097771A CN109097771A CN201811109146.4A CN201811109146A CN109097771A CN 109097771 A CN109097771 A CN 109097771A CN 201811109146 A CN201811109146 A CN 201811109146A CN 109097771 A CN109097771 A CN 109097771A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shape memory
- memory alloy
- cavitation corrosion
- plasma cladding
- based shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
- C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
- C23C24/106—Coating with metal alloys or metal elements only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明涉及一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法,属于合金涂层技术领域。本发明的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层,包括以下质量百分比的组分:Cu:64.5~66.5%、Al:11~12.5%、Zn:16.5~21.5%、Mn:3~4.5%。该等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀层表面光滑,无裂痕、气孔等缺陷,具有良好的抗空蚀性和耐磨性。本发明的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,工艺流程简单,成本低,适于大批量的生产,通过该方法制得的喷涂层与基体为冶金结合,结合线清晰,熔覆材料在基材上的组织致密,具有很好的抗空蚀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法,属于合金涂层技术领域。
背景技术
空蚀是在一定温度条件下,由于外界原因致使液体内部压强降低,当压强降至某一临界值时将会产生空泡,然后随着空泡的成形和长大,移动到高压液体区时会在瞬间产生溃灭,这种现象也被称为气蚀。空蚀现象直接作用于金属材料的表面很容易导致材料的变形和消耗,严重影响了金属制件的使用寿命,对螺旋桨、水轮机等过流零件使用寿命的影响尤为显著。因此,工业上抗空蚀材料的应用有着广阔的应用前景。
等离子熔覆技术是目前最先进的表面加工技术之一,它以等离子束为热源,采用在金属表面获得优异的新型材料的表面改性技术,通过不同的送粉方式,添加熔覆材料,并利用高能量的等离子束,使熔覆材料在基材上形成组织致密且与基材表面形成冶金结合的熔覆层。通过表面加工处理的金属制件,可以提高金属制件的综合性能。
形状记忆合金具有很好的抗空蚀性能,然而目前工业上对于制备形状记忆合金涂层来提高金属制件抗空蚀的研究较少,现有的形状记忆合金的生产工艺较为复杂,且用形状记忆合金制造大型金属制件的成本较高,现有工艺也难以实施。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层,该等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层成本较低,抗空蚀性好。
本发明还提供一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,该制备方法工艺流程简单易操作,可以进行批量生产。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层,包括以下质量百分比的组分:Cu:64.5~66.5%、Al:11~12.5%、Zn:16.5~21.5%、Mn:3~4.5%。
上述等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀层表面光滑,无裂痕、气孔等缺陷,具有良好的抗空蚀性和耐磨性。
一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,包括以下步骤:
(1)将Cu、Al、Zn、Mn的原料混合均匀,球磨得粉料;
(2)将步骤(1)中的粉料真空干燥处理;
(3)将步骤(2)真空干燥处理的粉料进行等离子熔覆即得。
采用上述等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法制得的铜基形状记忆合金抗空蚀涂层与基体结合线清晰,熔覆材料在基材上的组织致密。
步骤(1)所述的球磨为湿磨,湿磨的介质为无水乙醇,湿磨的时间为2.5~3.5h,通过此方法研磨所得的粉料近似球体,具有较好的熔敷性能。
步骤(1)中的球磨在保护气氛中进行,所述保护气氛为氩气气氛,以氩气为保护气可以有效防止粉料被氧化。
步骤(1)中所述原料的粒度为380~500目,该粒度下熔覆材料在基材上分布均匀,组织致密。
步骤(3)中所述的等离子熔覆的参数如下:
喷嘴距工件表面距离:7~9mm;
保护气体流量:1.1~1.3m3/h;
电离气体流量:0.7~0.9m3/h;
涂层厚度:1~2mm;
扫描速度:120~200mm/min;
工作电流:140~200A;
送粉速率:50~100g/min。
在上述等离子熔覆参数的条件下制得的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层基材分布更均匀,铜基形状记忆合金涂层抗空蚀性更好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明的实施例是在316L不锈钢表面通过等离子熔覆制得铜基形状记忆合金抗空蚀涂层。
等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的实施例1
本实施例的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层,包括以下质量百分比的组分:Cu:65.25%、Al:12.16%、Zn:18.44%、Mn:4.15%。
等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的实施例2
本实施例的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层,包括以下质量百分比的组分:Cu:66.05%、Al:11.23%、Zn:19.37%、Mn:3.35%。
等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的实施例3
本实施例的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层,包括以下质量百分比的组分:Cu:64.95%、Al:12.44%、Zn:18.16%、Mn:4.45%。
等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法的实施例1
本实施例的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀层的制备方法,包括如下步骤:
将等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的实施例1中各质量百分比的组分放入球磨机中进行湿磨,其中原料的粒度为400目,湿磨介质为无水乙醇,以氩气为保护气,球磨时间3h,使球磨机将至室温;然后在160℃温度下将粉末真空干燥1h;最后对真空干燥后的粉料进行熔覆,其中,等离子熔覆的工艺参数为:喷嘴距工件表面距离:8mm、保护气体流量:1.2m3/h、电离气体流量:0.8m3/h、涂层厚度:1mm、扫描速度:180mm/min、工作电流:160A、送粉速率:50g/min。
等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法的实施例2
本实施例的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀层的制备方法,包括如下步骤:
将等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的实施例2中各质量百分比的组分放入球磨机中进行湿磨,其中原料的粒度为380目,湿磨介质为无水乙醇,以氩气为保护气,球磨时间为2.5h;然后在160℃温度下将粉末真空干燥1h;最后对真空干燥后的粉料进行熔覆,其中,等离子熔覆的工艺参数为:喷嘴距工件表面距离:7mm、保护气体流量:1.1m3/h、电离气体流量:0.7m3/h、涂层厚度:1mm、扫描速度:120mm/min、工作电流:140A、送粉速率:75g/min。
等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法的实施例3
本实施例的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀层的制备方法,包括如下步骤:
将等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的实施例3中各质量百分比的组分放入球磨机中进行湿磨,其中原料的粒度为450目,湿磨介质为无水乙醇,以氩气为保护气,球磨时间为3.5h;然后在160℃温度下将粉末真空干燥1h;最后对真空干燥后的粉料进行熔覆,其中,等离子熔覆的工艺参数为:喷嘴距工件表面距离:9mm、保护气体流量:1.3m3/h、电离气体流量:0.9m3/h、涂层厚度:1mm、扫描速度:200mm/min、工作电流:200A、送粉速率:100g/min。
试验例
本试验例将等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法的实施例1~3所获得的产品进行性能检测,计算实验开始后1h到2h之间的空蚀速率,检测结果如下表1所示。
利用本发明的等离子熔覆铜基形状记忆合金对316L不锈钢表面进行涂层,对熔覆层进行抗空蚀性能检测,在空蚀试验机上进行2h的空蚀试验,通过公式(1)计算出等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法的实施例1~3的空蚀速率。
Vk=(W1-W2)/(T1-T2)(1)
Vk——空蚀速率大小,单位为mg/h;
W1——空蚀时间为T1时的累积空蚀质量,单位为mg;
W2——空蚀时间为T2时的累积空蚀质量,单位为mg;
T1,T2——空蚀时间,单位为h。
表1实施例1~3和316L基板1-2h的空蚀速率
实验结果显示,利用本发明的等离子熔覆铜基形状记忆合金对316L不锈钢表面进行涂层,316L不锈钢表面的抗空蚀性能明显提高。其中,实施例1的空蚀速率最小,熔覆层抗空蚀性能最好。
Claims (6)
1.一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层,其特征在于:包括以下质量百分比的组分:Cu:64.5~66.5%、Al:11~12.5%、Zn:16.5~21.5%、Mn:3~4.5%。
2.一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将Cu、Al、Zn、Mn的原料混合均匀,球磨得粉料;
(2)将步骤(1)中的粉料真空干燥处理;
(3)将步骤(2)真空干燥后处理的粉料进行等离子熔覆即得。
3.根据权利要求2所述的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,其特征在于:步骤(1)的球磨为湿磨,湿磨的介质为无水乙醇,湿磨的时间为2.5~3.5h。
4.根据权利要求2所述的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,其特征在于:步骤(1)中的球磨在保护气氛中进行,所述保护气氛为氩气气氛。
5.根据权利要求2所述的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述原料的粒度为380~500目。
6.根据权利要求2所述的等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述的等离子熔覆的参数如下:
喷嘴距工件表面距离:7~9mm;
保护气体流量:1.1~1.3m3/h;
电离气体流量:0.7~0.9m3/h;
涂层厚度:1~2mm;
扫描速度:120~200mm/min;
工作电流:140~200A;
送粉速率:50~100g/min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811109146.4A CN109097771B (zh) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811109146.4A CN109097771B (zh) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109097771A true CN109097771A (zh) | 2018-12-28 |
CN109097771B CN109097771B (zh) | 2020-10-20 |
Family
ID=64867148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811109146.4A Active CN109097771B (zh) | 2018-09-21 | 2018-09-21 | 一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109097771B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109972134A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-07-05 | 广东工业大学 | 一种在高锰钢表面制备FeCoNiCrMn高熵合金涂层的方法 |
CN111074265A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-28 | 江苏大学 | 一种激光熔覆抗空蚀涂层及制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104411854A (zh) * | 2012-03-15 | 2015-03-11 | 登士柏国际公司 | 单晶形状记忆合金制成的医疗器械及制造方法 |
CN104962776A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-10-07 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种用于体积损伤修复的高铝青铜涂层及其制备方法 |
CN108359978A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-03 | 贵州大学 | 一种铁基记忆合金激光熔覆复合涂层粉末及其制备和使用方法 |
-
2018
- 2018-09-21 CN CN201811109146.4A patent/CN109097771B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104411854A (zh) * | 2012-03-15 | 2015-03-11 | 登士柏国际公司 | 单晶形状记忆合金制成的医疗器械及制造方法 |
CN104962776A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-10-07 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种用于体积损伤修复的高铝青铜涂层及其制备方法 |
CN108359978A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-03 | 贵州大学 | 一种铁基记忆合金激光熔覆复合涂层粉末及其制备和使用方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘一梅等: "形状记忆合金的抗穴蚀能力试验研究", 《大连海事大学学报》 * |
李爽: "不锈钢表面NiTi合金涂层的制备", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109972134A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-07-05 | 广东工业大学 | 一种在高锰钢表面制备FeCoNiCrMn高熵合金涂层的方法 |
CN111074265A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-04-28 | 江苏大学 | 一种激光熔覆抗空蚀涂层及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109097771B (zh) | 2020-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104404508B (zh) | 一种铝合金结构件的激光增材制造方法 | |
CN108265216A (zh) | 基于(Ti,Me)CN-TiCN-MxC-Co的金属陶瓷材料及其制备方法 | |
CN106670484A (zh) | 304不锈钢球形粉末的制备方法 | |
CN112792353B (zh) | 一种用不规则粉末3d打印铜及铜合金的方法 | |
CN103866319A (zh) | 锆合金表面制备镍基耐热耐磨涂层的激光熔覆方法 | |
CN1513629A (zh) | 一种鳞片状金属粉末的制造方法 | |
JP2012172265A (ja) | 管状スパッタターゲット | |
CN109097771A (zh) | 一种等离子熔覆铜基形状记忆合金抗空蚀涂层及其制备方法 | |
CN113881884A (zh) | 一种长寿命抗氧化高熵粘结层材料及其制备方法 | |
CN112045183B (zh) | 一种采用激光熔覆成形制备ods强化耐热铝合金的方法 | |
CN101648273B (zh) | 一种锌镍合金粉末的制备方法及其应用 | |
CN110923523A (zh) | 一种同轴送粉激光增材修复专用7系铝合金配方及激光增材修复方法 | |
CN105562680B (zh) | 一种高熵合金粉末和热压烧结制备高熵合金涂层的方法 | |
CN108118326A (zh) | 一种3.87m高纯铜旋转靶材的增材制造方法 | |
CN107630184A (zh) | 一种在铌或铌合金表面制备硅化铌涂层的方法 | |
CN108421984A (zh) | 一种用于增材制造的不锈钢粉末及其制备方法 | |
CN109943749B (zh) | 一种应用于饰品3d打印首模的铜合金球形粉末材料 | |
CN110756807B (zh) | 氢化脱氢钛粉的激光熔化沉积方法 | |
CN111424227A (zh) | 一种连铸结晶器铜板热喷涂涂层的热处理方法 | |
CN114875291B (zh) | 一种高熵合金粉末及其制备方法和一种高熵合金激光熔覆层及其制备方法 | |
CN102225596B (zh) | 一种太阳能硅片线切割钢线 | |
CN101824640B (zh) | 金属表面微弧重构的方法 | |
CN112251745B (zh) | 一种具有纳米氮化钛涂层的抗菌不锈钢刀具的制备方法 | |
CN112846197A (zh) | 一种提高3d打印金属粉体激光吸收率的方法 | |
CN110735103A (zh) | 一种钛基粉芯丝材及其制备、喷涂方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20181228 Assignee: LUOYANG REC CYCLE UTILIZATION TECHNOLOGY CO.,LTD. Assignor: HENAN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980031599 Denomination of invention: A plasma cladding copper-based shape memory alloy anti-cavitation coating and its preparation method Granted publication date: 20201020 License type: Common License Record date: 20230118 |
|
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |