CN113373399A - 一种制备钴钼铬硅非晶涂层的方法 - Google Patents

一种制备钴钼铬硅非晶涂层的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种制备钴钼铬硅非晶涂层的方法，属于热喷涂加工技术领域。本发明解决的技术问题是。本发明制备钴钼铬硅非晶涂层的方法是先对待喷涂镍基零件表面进行预处理，然后采用超音速火焰喷涂法将钴钼铬硅涂层粉末Co28Mo17Cr3Si喷涂于零件表面，在镍基零件表面得到钴钼铬硅非晶涂层。本发明在镍基合金表面制备得到钴钼铬硅非晶涂层，结合强度可以达到60MPa，硬度＞89HR15N，获得了性能优异的高结合强度、高硬度涂层，对提高航空发动机零件使用寿命具有重要意义。

Description

一种制备钴钼铬硅非晶涂层的方法
技术领域
本发明涉及热喷涂加工技术领域，具体涉及一种制备钴钼铬硅非晶涂层的方法。
背景技术
随着现代科学技术的进步，对工程装备的性能要求越来越高，但同时又希望成本越低越好。鉴于许多工程零部件的破坏是从表面损伤开始的，如承受磨损、腐蚀的工程零件通常都是因表面失效而报废。基于此，材料工作者开始把注意力从零件整体强化转向零件材料表面强化，通过在工程零件表面上热喷涂一层具有高耐磨性、耐蚀性、抗高温氧化的材料，使产品寿命得到大幅度提高。
镍基高温合金因其工作温度高，抗热腐蚀性能好，广泛应用于航空发动机。钴钼铬硅涂层(T-800)是一种具有自润滑功能的抗高温滑动磨损涂层，并且具有耐酸和盐腐蚀的性能。非晶体合金因其成分均匀，不存在晶体缺陷，具有独特而优异的性能，如较高的强度、硬度和优良的耐磨耐蚀性能，能够显著延长工件在恶劣环境下的使用寿命。非晶涂层既可以继承块体非晶合金拥有的高硬度和高耐磨性能，又可以解决室温脆性和尺寸限制。目前，热喷涂是制备非晶涂层最普遍的技术手段，特别是等离子喷涂和超音速火焰喷涂。目前，还未有在镍基合金表面制备钴钼铬硅非晶涂层的报道。
发明内容
本发明解决的技术问题是
针对上述问题，本发明提供一种制备钴钼铬硅非晶涂层的方法，包括如下步骤：对待喷涂镍基零件表面进行预处理，采用超音速火焰喷涂法将钴钼铬硅涂层粉末喷涂于零件表面喷涂区域，在镍基零件表面得到钴钼铬硅非晶涂层，其中钴钼铬硅涂层粉末为Co28Mo17Cr 3Si粉末。
具体的，预处理具体为在镍基零件基体表面进行清洁和粗糙化处理。
具体的，清洁和粗糙化处理具体为采用丙酮对待喷涂表面进行清洗，清洗干净后对待喷涂表面进行粗糙化处理，使粗糙度为2-3.5μm。
具体的，采用20-70目的氧化铝吹砂进行粗糙化处理。
进一步的，涂层粉末在使用之前先搅拌5-6分钟，然后于60-90℃烘干除去潮气，烘干之后再搅拌1-3分钟。
当零件待喷涂表面为平面，喷涂过程一般将等离子喷枪相对零件平面横向或纵向移动速度控制为1000-1200mm/秒，在纵向或横向的移动步长控制为2.0～3.0mm，保持喷枪与喷涂面的距离固定，使零件待喷涂区域全面喷涂。
具体的，氧气流量为470±30SCFH，氢气流量为1420±50SCFH，氩气流量为45±5SCFH，喷涂距离为125～200mm，送粉转速为1.80～2.00R.P.M，冷风距离为200～300mm，冷风压力为0.4±0.1MPa。
具体的，喷涂设备采用JetKoteⅢ喷涂系统，喷枪型号为JK 3000，枪管型号为1/4×9(inch)，送粉器型号为AT1200。
进一步的，喷涂30-50遍，涂层总厚度达到0.3-0.35mm。
本发明所产生的有益效果为：
本发明在工程零件表面超音速火焰喷涂钴钼铬硅涂层，可得到钴基非晶涂层，突破了目前铁基非晶涂层的限制；
本发明在镍基零件基体表面上超音速火焰喷涂钴钼铬硅涂层，得到的涂层结合强度可达60MPa，硬度＞89HR15N。
附图说明
图1为本发明制备钴钼铬硅非晶涂层一种具体实现方式的系统示意图，其中1-旋转工作转台，2-工装，3-工程零件，4-工程零件喷涂区域，5-超音速火焰喷枪；
图2为所示系统在另一个方向的示意图。
具体实施方式
实施例
本实施例的喷涂系统如附图1和图2所示，工程零件为镍基环形件，喷涂区域直径600mm，喷涂工作为在工程零件表面采取超音速火焰喷涂方法喷涂钴钼铬硅涂层(T-800)。
喷涂工艺方法具体为：将待喷涂的工程零件3首先用丙酮清洗干净，然后用60目的白刚玉砂吹砂至粗糙度为2-3.5μm，并用压缩空气吹干净残留沙粒，随后将工程零件3固定到旋转工作台1上，使之随旋转工作台旋转运动，旋转速度为60转/分，然后启动JK 3000超音速火焰喷枪，将搅拌约5min后、在约60℃下烘干1h左右再继续搅拌约3min的Co28Mo17Cr3Si粉末装入送粉机构，并设定送粉转速1.8-2.0RPM，然后保持JK 3000超音速火焰喷枪喷口距工程零件表面150mm，并设定喷枪沿工程零件2轴线方向移动速度为4mm/s，再设定氧气流量：470SCFH，氢气流量：1420SCFH，氩气流量：45SCFH，冷风距离：250mm，冷风压力：0.4MPa，喷涂温度180°，喷涂30-50遍后，获得高硬度高结合强度钴钼铬硅涂层，涂层总厚度达到0.3-0.35mm。经检测，涂层结合强度可达60MPa以上，硬度＞89HR15N。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。在不脱离本发明构思的前提下,其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制备钴钼铬硅非晶涂层的方法，其特征在于包括如下步骤：对待喷涂镍基零件表面进行预处理，采用超音速火焰喷涂法将钴钼铬硅涂层粉末喷涂于零件表面，在镍基零件表面得到钴钼铬硅非晶涂层，其中钴钼铬硅涂层粉末为Co28Mo17Cr 3Si粉末。
2.根据权利要求1所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：所述预处理具体为在镍基零件基体表面进行清洁和粗糙化处理。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：所述清洁和粗糙化处理具体为采用丙酮对待喷涂表面进行清洗，清洗干净后对待喷涂表面进行粗糙化处理，使粗糙度为2-3.5μm。
4.根据权利要求2或3所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：采用20-70目的氧化铝吹砂进行粗糙化处理。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：所述涂层粉末在使用之前先搅拌5-6分钟，然后于60-90℃烘干除去潮气，烘干之后再搅拌1-3分钟。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：喷涂过程中控制喷涂温度为150-200℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：当零件待喷涂表面为平面，喷涂过程一般将等离子喷枪相对零件平面横向或纵向移动速度控制为1000-1200mm/秒，在纵向或横向的移动步长控制为2.0～3.0mm，保持喷枪与喷涂面的距离固定，使零件待喷涂区域全面喷涂。
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：氧气流量为470±30SCFH，氢气流量为1420±50SCFH，氩气流量为45±5SCFH，喷涂距离为125～200mm，送粉转速为1.80～2.00R.P.M，冷风距离为200～300mm，冷风压力为0.4±0.1MPa。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：喷涂设备采用JetKoteⅢ喷涂系统，喷枪型号为JK 3000，枪管型号为1/4×9(inch)，送粉器型号为AT1200。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一种制备钴钼铬硅非晶涂层的工艺方法，其特征在于：喷涂30-50遍，涂层总厚度达到0.3-0.35mm。
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