CN1431336A - 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法 - Google Patents

铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1431336A
CN1431336A CN03114444A CN03114444A CN1431336A CN 1431336 A CN1431336 A CN 1431336A CN 03114444 A CN03114444 A CN 03114444A CN 03114444 A CN03114444 A CN 03114444A CN 1431336 A CN1431336 A CN 1431336A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
coating
alloy
nickel
matrix
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
Application number
CN03114444A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1186475C (zh
Inventor
李长久
王豫跃
杨冠军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CNB031144446A priority Critical patent/CN1186475C/zh
Publication of CN1431336A publication Critical patent/CN1431336A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1186475C publication Critical patent/CN1186475C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法。该方法包括铜或铜合金基体表面预处理、喷涂过渡涂层，然后再在其上喷涂镍基自熔合金工作涂层；通过将涂层加热至过渡涂层熔点附近，使过渡涂层熔化，将镍基合金与基体牢固地连接在一起构成复合耐磨涂层。这种复合结构涂层与铜或铜合金之间呈牢固的冶金结合，结合强度高，具有优越的耐磨损性能以及耐热冲击性能。涂层的典型应用可以有效提高结晶器铜或铜合金的使用寿命，还可广泛用于各种铜或铜合金表面的强化与修复。

Description

铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法
一、所属技术领域
本发明属于应用于电力、化工、冶金等领域的一种涂层及其制备，涉及一种铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法。
二、背景技术
连铸连轧工艺已经成为钢铁冶金领域非常重要的方法。其中的结晶器采用铜或铜合金制造，硬度低，耐磨性能差，寿命短为结晶器的主要问题，结晶器的寿命制约生产效率与成本。对铜或铜合金强化的方法一般包括电镀镍铬，以及喷焊镍基合金。存在的不足之处是生产周期长、产品生产过程中的条件苛刻、涂层的结合强度低、抗热震性能差、容易剥落、使用寿命短等。采用热喷涂工艺可以灵活、高效地在铜或铜合金表面制备耐磨损性能优越的镍基自熔合金涂层，但是采用传统的喷涂工艺制备的涂层，涂层与基体之间的结合不够良好，结合强度尚不够高，从而导致涂层的抗热震性受到限制。
三、发明内容
根据上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种简单易行的在铜及铜合金表面制备高结合的镍基自熔合金涂层及其制备方法，该涂层结合强度高，抗热震性能优越，可以有效提高结晶器铜板的使用寿命，还可广泛用于各种铜或铜合金表面的强化与修复。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特点是，
其制备方法按以下步骤进行：
(1)对铜或铜合金的表面进行表面预处理；
(2)在经过预处理的基体喷涂过渡涂层，过渡涂层为对铜或铜合金基体和工作涂层均具有一定润湿性的材料，其熔点要低于铜和铜合金基体和工作涂层；
(3)在过渡涂层表面喷涂镍基自熔合金工作涂层，该涂层为镍基自熔合金与金属或合金或陶瓷或金属陶瓷的一种或几种的复合涂层，其中金属或合金或陶瓷或金属陶瓷的含量为0～50wt％；
(4)对涂层进行热处理，采用大气气氛炉或保护气氛炉或或低气压炉或高频感应加热等加热方法，对铜或铜合金基体和涂层温度控制在过渡涂层熔点以下50℃至熔点以上100℃范围内，使结合层发生熔化，将基体铜或铜合金与镍基自熔合金涂层以牢固的冶金结合连接在一起。
所述过渡涂层材料为铜基合金材料或以铜基合金为主的复合材料，铜基合金中的添加成分可以是B或Al或Si或P或Cr或Mn或Fe或Co或Ni或Zn或Ge或Pb或Ag或Cd或Sn或Au的一种或几种。
所述工作涂层和过渡涂层的制备方法可采用电弧喷涂或高速电弧喷涂或等离子喷涂或超音速等离喷涂或爆炸喷涂或超音速火焰喷涂或亚音速火焰喷涂方法。
所述过渡涂层的制备方法还可以采用冷喷涂方法。
所述的镍基自熔合金涂层中与镍基自熔合金进行复合的添加物可以在整个工作涂层内保持某一含量，也可以按一定规律变化。
所述的对铜或铜合金表面预处理可以是除油、除秀、粗化等热喷涂工艺常用的预处理方法，也可以是先在其表面采用电镀、化学镀等方法进行镀镍、铬以及镍、铬以及其它金属元素的合金层后再进行除油、粗化等预处理的方法。
所述的双层结构可以通过过渡涂层与工作涂层的材料混合与含量过渡而成为层间不呈现明显界线的双层结构涂层。
所述的铜或铜合金表面预处理可以通过冷喷涂实现。
本发明的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，铜或铜合金与涂层之间呈牢固的冶金结合，具有优越的耐磨损性能以及抗热震性能。涂层的应用可以有效提高结晶器铜或铜合金的使用寿命，还可广泛用于各种铜或铜合金表面的强化与修复。
四、附图说明
图1为采用本发明实施例制备的一种涂层在未经热处理时的显微组织照片；
图2为采用本发明实施例制备的一种涂层在经热处理后的显微组织照片。
五、具体实施方式
以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明的可用于钢铁连铸结晶器的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，具体过程是：
(1)对铜或铜合金基体进行预处理；
(2)在经过预处理的表面喷涂过渡涂层；
(3)过渡涂层表面喷涂镍基自熔合金工作涂层；
(4)对涂层进行热处理使过渡涂层发生熔化，过渡涂层将基体铜或铜合金与镍基自熔合金涂层牢固地连接在一起构成本发明所述的涂层。
本发明的实施，能够在铜基体表面制备高结合的镍基合金涂层，可以用于钢铁连铸结晶器铜或铜合金基体修复与强化涂层的高结合的镍基合金涂层，也可以用于其它铜或铜合金要求高结合强度的镍基自熔合金涂层。
以下是发明人给出的实施例，但本发明不限于这些实施例。
实施例1：
参见图1、2。图1为采用本发明制备的一种涂层显微组织照片，图2为采用本发明制备的一种涂层在经热处理后的显微组织照片。按照本发明的方法，在经表面预处理的铜或铜合金基体上采用超音速火焰喷涂方法制备20μm～30μm厚的CuAgP合金的过渡涂层，然后采用亚音速火焰喷涂在其上制备Ni60自熔合金与Cr3C2-NiCr合金复合的涂层，其中Cr3C2-NiCr含量为20％。将涂层在850℃热处理使过渡涂层熔化。从图1可以看出，在热处理前，基体与过渡涂层、工作涂层之间的界线清晰可见，热处理后，过渡涂层发生了熔化，由于其与基体和工作涂层之间都有一定的润湿性，故三者之间不存在明显的界线；此外，由于过渡涂层与基体和工作涂层材料可以形成固溶体，所以过渡涂层已经部分溶入基体与涂层，以新形成的合金形式存在与基体与工作涂层之间。三者之间是以冶金结合的方式存在，所以结合状态良好。
实施例2：
按照本发明的方法，在经表面预处理的铜或铜合金基体上采用等离子喷涂方法制备50μm～70μm厚的CuAgP合金的过渡涂层，然后采用超音速火焰喷涂在其上制备Delelo50自熔合金涂层。将涂层在800℃热处理使过渡涂层熔化。采用拉伸法测试涂层结合强度。铜基体上未经热处理的涂层与传统的热喷涂工艺制备的涂层结合强度相近，约为10MPa～15MPa，而根据本发明方法制备的涂层，结合强度超过50MPa，有了较大幅度的提高。
实施例3：
按照本发明的方法，在铜或铜合金基体上采用冷喷涂方法制备30μm～50μm厚的CuAgP合金的过渡涂层，在冷喷涂过程的开始阶段，冷喷涂就起到了基体表面预处理的作用，然后采用爆炸喷涂在其上制备镍基自熔合金涂层。将涂层在880℃热处理使过渡涂层熔化。采用水激冷法测试涂层抗热震性能。未经热处理的涂层，热冲击20-40次涂层就逐渐开裂、脱落，而按本发明方法制备的涂层经180-450次热冲击后开始开裂。可见，按本发明方法制备的涂层具有优良的抗热震性能。
实施例4：
按照本发明的方法，在铜合金基体上采用冷喷涂方法制备10μm～20μm厚的CuP合金的过渡涂层，然后采用电弧喷涂在其上制备Ni55与TiB2-Al2O3构成的自熔合金涂层。将涂层进行热处理后可以得到本发明所述的涂层。

Claims (8)

1.一种铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，
其制备方法按以下步骤进行：
(1)对铜或铜合金的表面进行表面预处理；
(2)在经过预处理的基体喷涂过渡涂层，过渡涂层为对铜或铜合金基体和工作涂层均具有一定润湿性的材料，其熔点要低于铜和铜合金基体和工作涂层；
(3)在过渡涂层表面喷涂镍基自熔合金工作涂层，该涂层为镍基自熔合金与金属或合金或陶瓷或金属陶瓷的一种或几种的复合涂层，其中金属或合金或陶瓷或金属陶瓷的含量为0～50wt％；
(4)对涂层进行热处理，采用大气气氛炉或保护气氛炉或低气压炉或真空炉或高频感应加热等加热方法，对铜或铜合金基体和涂层温度控制在过渡涂层熔点或熔点以上、基体与涂层两者熔点以下的温度范围内，使过渡涂层发生熔化，将基体铜或铜合金与镍基自熔合金涂层以牢固的冶金结合连接在一起。
2.如权利要求1所述的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，所述过渡涂层材料为铜基合金材料或以铜基合金为主的复合材料，铜基合金中的添加成分可以是B或Al或Si或P或Cr或Mn或Fe或Co或Ni或Zn或Ge或Pb或Ag或Cd或Sn或Au的一种或几种。
3.如权利要求1所述的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，所述工作涂层和过渡涂层的制备方法可采用电弧喷涂或高速电弧喷涂或等离子喷涂或超音速等离喷涂或爆炸喷涂或高速火焰喷涂或超音速火焰喷涂或亚音速火焰喷涂方法。
4.如权利要求1所述的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，所述过渡涂层的制备方法还可以采用冷喷涂方法。
5.按权利要求1所述的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，所述的镍基自熔合金涂层中与镍基自熔合金进行复合的添加物可以在整个工作涂层内保持某一含量，也可以按一定规律变化。
6.按权利要求1所述的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，所述的对铜或铜合金表面预处理可以是除油、除锈、粗化等热喷涂工艺常用的预处理方法，也可以是先在其表面采用电镀、化学镀等方法进行镀镍、铬以及镍、铬以及其它金属元素的合金层后再进行除油、粗化等预处理的方法。
7.按权利要求1所述的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，所述的过渡涂层可以通过与基体和工作涂层间的相互反应而固溶，而使处理后过渡涂层的存在不明显。
8.按权利要求1所述的铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法，其特征在于，所述的铜或铜合金表面预处理可以通过冷喷涂实现。
CNB031144446A 2003-01-17 2003-01-17 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法 Expired - Fee Related CN1186475C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB031144446A CN1186475C (zh) 2003-01-17 2003-01-17 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB031144446A CN1186475C (zh) 2003-01-17 2003-01-17 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1431336A true CN1431336A (zh) 2003-07-23
CN1186475C CN1186475C (zh) 2005-01-26

Family

ID=4790433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031144446A Expired - Fee Related CN1186475C (zh) 2003-01-17 2003-01-17 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1186475C (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102059327A (zh) * 2010-12-20 2011-05-18 西安交通大学 连铸结晶器表面导热耐磨涂层的制备方法
CN102154609A (zh) * 2011-03-23 2011-08-17 北京矿冶研究总院 一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法
CN101717910B (zh) * 2009-12-22 2011-12-14 广州有色金属研究院 一种激光与热喷涂复合工艺制备铜基钨涂层的方法
CN102978757A (zh) * 2012-12-03 2013-03-20 吴江市社翊纺织有限公司 一种高性能牵引下罗拉
CN103160769A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 通用电气公司 镍基合金的冷喷涂
CN103331704A (zh) * 2013-07-23 2013-10-02 苏州赛尔科技有限公司 一种金属陶瓷基电镀砂轮
CN103895280A (zh) * 2013-11-21 2014-07-02 青岛云路新能源科技有限公司 一种非晶/纳米晶冷却辊的修复复合层及制备方法
CN104060212A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 第一高周波工业株式会社 改善钢材表面的耐久性的方法
CN104357787A (zh) * 2014-10-30 2015-02-18 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种螺杆再制造工艺
CN104388880A (zh) * 2014-10-30 2015-03-04 程敬卿 一种曲轴再制造工艺
CN104388886A (zh) * 2014-10-30 2015-03-04 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种瓦楞辊再制造工艺
CN105603356A (zh) * 2016-03-30 2016-05-25 西安交通大学 高结合强度及内聚强度金属涂层及热喷涂制备方法和应用
CN105642885A (zh) * 2016-03-30 2016-06-08 西安交通大学 一种具有包覆复合结构的热喷涂自粘结金属合金粉末
CN106694872A (zh) * 2016-11-18 2017-05-24 华中科技大学 一种适用于零件与模具的复合增材制造方法
CN106835114A (zh) * 2017-01-21 2017-06-13 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种用于铜质螺旋桨表面损伤修复的冷喷涂装置及方法
CN109468573A (zh) * 2018-12-27 2019-03-15 沈阳工业大学 一种利用电弧喷涂制备钎焊过渡层的耐磨涂层的方法
CN112251105A (zh) * 2020-09-27 2021-01-22 广东求精电气有限公司 一种复合材料及其制备方法
CN113510625A (zh) * 2020-03-27 2021-10-19 季华实验室 一种铜合金轴瓦材料的制备方法及铜合金轴瓦材料
CN113913726A (zh) * 2021-09-02 2022-01-11 西安交通大学 一种耐腐蚀双层金属涂层及其制备方法
CN113976893A (zh) * 2021-11-15 2022-01-28 上海东震冶金工程技术有限公司 一种用于火焰清理烧嘴强化增寿的制备方法
CN114012095A (zh) * 2021-11-15 2022-02-08 上海东震冶金工程技术有限公司 一种用于火焰清理烧嘴强化增寿工艺的过渡粘接材料及其应用

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101717910B (zh) * 2009-12-22 2011-12-14 广州有色金属研究院 一种激光与热喷涂复合工艺制备铜基钨涂层的方法
CN102059327A (zh) * 2010-12-20 2011-05-18 西安交通大学 连铸结晶器表面导热耐磨涂层的制备方法
CN102059327B (zh) * 2010-12-20 2012-09-05 西安交通大学 连铸结晶器表面导热耐磨涂层的制备方法
CN102154609A (zh) * 2011-03-23 2011-08-17 北京矿冶研究总院 一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法
CN102154609B (zh) * 2011-03-23 2013-01-16 北矿新材科技有限公司 一种高精度辊件耐磨涂层的制备方法
CN103160769A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 通用电气公司 镍基合金的冷喷涂
US9598774B2 (en) 2011-12-16 2017-03-21 General Electric Corporation Cold spray of nickel-base alloys
CN102978757A (zh) * 2012-12-03 2013-03-20 吴江市社翊纺织有限公司 一种高性能牵引下罗拉
CN104060212A (zh) * 2013-03-22 2014-09-24 第一高周波工业株式会社 改善钢材表面的耐久性的方法
CN103331704A (zh) * 2013-07-23 2013-10-02 苏州赛尔科技有限公司 一种金属陶瓷基电镀砂轮
CN103895280A (zh) * 2013-11-21 2014-07-02 青岛云路新能源科技有限公司 一种非晶/纳米晶冷却辊的修复复合层及制备方法
CN104357787A (zh) * 2014-10-30 2015-02-18 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种螺杆再制造工艺
CN104388880A (zh) * 2014-10-30 2015-03-04 程敬卿 一种曲轴再制造工艺
CN104388886A (zh) * 2014-10-30 2015-03-04 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种瓦楞辊再制造工艺
CN105642885A (zh) * 2016-03-30 2016-06-08 西安交通大学 一种具有包覆复合结构的热喷涂自粘结金属合金粉末
CN105603356A (zh) * 2016-03-30 2016-05-25 西安交通大学 高结合强度及内聚强度金属涂层及热喷涂制备方法和应用
CN105603356B (zh) * 2016-03-30 2018-09-04 西安交通大学 高结合强度及内聚强度金属涂层及热喷涂制备方法和应用
CN105642885B (zh) * 2016-03-30 2018-10-30 西安交通大学 一种具有包覆复合结构的热喷涂自粘结金属合金粉末
CN106694872A (zh) * 2016-11-18 2017-05-24 华中科技大学 一种适用于零件与模具的复合增材制造方法
CN106835114A (zh) * 2017-01-21 2017-06-13 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种用于铜质螺旋桨表面损伤修复的冷喷涂装置及方法
CN109468573B (zh) * 2018-12-27 2020-11-10 沈阳工业大学 一种利用电弧喷涂制备钎焊过渡层的耐磨涂层的方法
CN109468573A (zh) * 2018-12-27 2019-03-15 沈阳工业大学 一种利用电弧喷涂制备钎焊过渡层的耐磨涂层的方法
CN113510625A (zh) * 2020-03-27 2021-10-19 季华实验室 一种铜合金轴瓦材料的制备方法及铜合金轴瓦材料
CN113510625B (zh) * 2020-03-27 2022-06-21 季华实验室 一种铜合金轴瓦材料的制备方法及铜合金轴瓦材料
CN112251105A (zh) * 2020-09-27 2021-01-22 广东求精电气有限公司 一种复合材料及其制备方法
CN112251105B (zh) * 2020-09-27 2021-09-24 广东求精电气有限公司 一种复合材料及其制备方法
CN113913726A (zh) * 2021-09-02 2022-01-11 西安交通大学 一种耐腐蚀双层金属涂层及其制备方法
CN113976893A (zh) * 2021-11-15 2022-01-28 上海东震冶金工程技术有限公司 一种用于火焰清理烧嘴强化增寿的制备方法
CN114012095A (zh) * 2021-11-15 2022-02-08 上海东震冶金工程技术有限公司 一种用于火焰清理烧嘴强化增寿工艺的过渡粘接材料及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN1186475C (zh) 2005-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1186475C (zh) 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法
CN1297683C (zh) 铜或铜合金基体上镍基自熔合金涂层的制备方法
CN101063203B (zh) 带镀层金属板的制造方法
JP5450445B2 (ja) シーラー接着性及び耐食性に優れた亜鉛系合金めっき鋼板及びその製造方法
US20080308425A1 (en) Corrosion and wear resistant coating for magnetic steel
CN1160088A (zh) 一种用于金属构件上的热喷涂陶瓷绝热层的金属附着层的沉积方法
CN1256175A (zh) 聚合材料的热喷涂
JP2014519579A (ja) ブレーキディスクおよびブレーキディスクの製造方法
CA3082357A1 (en) A method for the manufacturing of liquid metal embrittlement resistant zinc coated steel sheet
JPH04214879A (ja) 基体の保護層および保護層形成方法
CN105463444B (zh) 应用于沉没辊和稳定辊耐熔蚀抗磨损复合涂层的制备方法
CN102234754A (zh) 汽车覆盖件冷冲压模具的修复方法
JP6644147B2 (ja) 鋼板の金属コーティング方法及びそれを用いて製造された金属コーティング鋼板
CN102127729B (zh) 一种金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法
CN103276238B (zh) 一种铜基合金滑动轴承的制备方法
CN105441769B (zh) 一种多主元合金及其用于对铝合金表面处理的方法
CN105364032B (zh) 一种抗热疲劳激冷辊材及制备方法
CN104943269B (zh) 一种局部强化热轧镀锌铝钢板及其制造方法
CN110616394A (zh) 一种提高双陶瓷层TBCs抗热震性能的制备方法
CN109266061B (zh) 一种用于超高强度钢的防护涂料及超高强度钢防护涂层的制备方法
CN110129710B (zh) 一种反向冷却制备定向结构涂层的方法
CN103290255B (zh) 一种铜基合金滑动轴承
CN1277950C (zh) 提高钛合金基体表覆MCrAlY涂层寿命的方法
CN116005156A (zh) 一种耐蚀铝合金板材及其加工工艺
EP0289432A1 (fr) Procédé pour former à la surface d'un substrat en alliage d'aluminium une zone riche en aluminiure d'au moins un des éléments nickel, fer, cobalt

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050126

Termination date: 20160117

EXPY Termination of patent right or utility model