CN1727513A - 一种镍基非晶合金涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种镍基非晶涂层的制备方法，以非晶粉末为原料，采用超音速热喷涂方法制备非晶涂层，其特征在于：所述非晶粉末由下述元素和不可避免的杂质组成，质量百分比：Zr 27～29；Ti 10～13；Si 0.5～1；Sn 4～6；Ni余量。本发明技术可能的应用范围更为广泛，可以为制备非晶涂层提供一种很好的潜在方法和思路。
Description
技术领域：
本发明涉及Ni基非晶合金，特别提供了一种制备非晶合金涂层的技术方法，以及使非晶合金的优异性能得以在工业中应用的思路。
背景技术：
自从非晶合金被发现以来，由于其独特的结构与性能，引起了人们的极大关注。尤其是20世纪90年代以来，由于具有高玻璃形成能力的大块非晶的出现，更是如此。但是，非晶合金由于不存在晶体缺陷，如晶界和位错，在变形时不像传统合金那样发生加工硬化，而会发生单一剪切带的开动，未达到屈服极限时就发生脆性断裂，造成灾难性的失效。这样，非晶作为结构材料的应用受到了限制，因此，非晶作为涂层的应用应是一个最具前景的研究方向。此外，非晶合金具有好的耐磨耐蚀性能，这也支持了非晶合金作为表面应用的可能。早期，人们用激光处理和溅射的方法制备非晶合金涂层，主要集中于二元合金及少数多元合金，但是，这些技术没有利用最新发展起来的大块非晶合金成分，并有其自身的局限性，应用范围有限。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种制备保护涂层的技术，该技术可能的应用范围更为广泛，可以为制备非晶合金涂层提供一种很好的潜在方法和思路。
本发明提供了一种镍基非晶合金涂层的制备方法，以非晶合金粉末为原料，采用超音速热喷涂方法制备非晶合金涂层，其特征在于：所述非晶合金粉末由下述元素和不可避免的杂质组成，质量百分比：
Zr 27～29；
Ti 10～13；
Si 0.5～1；
Sn 4～6；
Ni 余量。
本发明镍基非晶合金涂层，利用了最新发展起来的具有高的玻璃形成能力(～3mm)的Ni基大块非晶合金成分。采用了最新发展起来的以空气代替氧气的超音速(High Velocity Air Fuel，HVAF)热喷涂工艺，喷涂用粉末粒度为：+16-45μm。由于在喷涂过程中的晶化和氧化，其非晶相含量约为：40％～60％。
热喷涂技术是工业上常用的一种制备保护涂层的技术，应用范围广，并能充分利用最新发展起来的大块非晶合金成分，因此，它是制备非晶合金涂层的一种很好的潜在技术。我们利用气体雾化技术制备非晶合金粉末，然后用超音速热喷涂的方法制备非晶合金涂层，并充分利用最新发展起来的具有高的玻璃形成能力的大块非晶成分，发展工业用非晶合金涂层。之所以选择超音速热喷涂工艺，是因为其制备的涂层致密，空隙率低，有利于涂层在水腐蚀介质中的应用。
附图说明：
附图1为气体雾化制备的Ni-Zr-Ti-Si-Sn非晶合金及超音速(HVAF)热喷涂制备的涂层的X射线衍射结果；
附图2为涂层的截面扫描电镜(SEM)图；
附图3为涂层和粉末的DSC图；
附图4为涂层在0.05MH2SO4+0.05MNa2SO4水溶液中的极化曲线。
具体实施方式：
实施例1
首先按所需成分用真空感应熔炼的方法制得母合金，合金成分为Ni53.53Zr28.2Ti11.9Si0.86Sn5.51(wt.％)，将母合金放入雾化炉内，由气体雾化技术制备非晶合金粉末。其X射线衍射及DSC结果如图1、3。由图表明，粉末(＜50μm)为完全非晶态，涂层为部分非晶态。比较其晶化热可得涂层中非晶相的含量约为40％～60％。
实施例2
采用超音速(HVAF)热喷涂工艺制备非晶合金涂层，喷涂用粉末粒度为：+16-45μm。该工艺用空气代替氧气，降低了喷涂温度，涂层无残余应力，涂层氧含量低。涂层的X射线衍射，截面的扫描电镜(SEM)及DSC结果如图1、2、3。由图可见，涂层结构致密，空隙率低。
实施例3
用电化学方法测涂层的腐蚀性能，其极化曲线如图4。，并与相应的非晶带和电镀铬样品作了比较。由图可见，涂层在该溶液中有好的钝化行为，有较好的耐蚀性，其耐蚀性比非晶带差，但比电镀铬样品好。
实施例4
首先按所需成分用真空感应熔炼的方法制得母合金，合金成分为Ni56.9Zr27.5Ti10.3Si0.7Sn4.6(wt.％)，将母合金放入雾化炉内，由气体雾化技术制备非晶合金粉末。采用超音速(HVAF)热喷涂工艺制备非晶合金涂层。
实施例5
首先按所需成分用真空感应熔炼的方法制得母合金，合金成分为Ni52.4Zr28.6Ti12.5Si0.9Sn5.6(wt.％)，将母合金放入雾化炉内，由气体雾化技术制备非晶合金粉末。采用超音速(HVAF)热喷涂工艺制备非晶合金涂层。
Claims (5)
1、一种镍基非晶合金涂层的制备方法，以非晶合金粉末为原料，采用超音速热喷涂方法制备非晶合金涂层，其特征在于：所述非晶合金粉末由下述元素和不可避免的杂质组成，质量百分比：
Zr 27～29；
Ti 10～13；
Si 0.5～1；
Sn 4～6；
Ni 余量。
2、按照权利要求1所述镍基非晶合金涂层的制备方法，其特征在于：所述非晶合金粉末用气体雾化技术制备。
3、按照权利要求2所述镍基非晶合金涂层的制备方法，其特征在于：所述非晶合金粉末的粒度范围为：+16-45μm。
4、按照权利要求1所述镍基非晶合金涂层的制备方法，其特征在于：所制备的涂层中非晶相的含量为40％～60％。
5、按照权利要求1所述镍基非晶合金涂层的制备方法，其特征在于：所述超音速热喷涂方法制备非晶合金涂层过程中，用空气替代氧气。
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