CN215781425U - 一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层，包括冰刀，所述冰刀包括刀背和刀刃，所述刀刃的表面涂覆涂层，所述涂层由内而外依次为过渡层、中间层和耐磨层，所述中间层由氧化铝和树脂组成。本实用新型解决了冰刀表面涂覆层在经过高速运动场合之后发生脱落的问题，使钛合金冰刀表面梯度复合涂层成本低廉、使用时间延长、具有良好耐磨性和润滑性，适用于钛合金冰刀。

Description

一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层

技术领域

本实用新型属于钛合金表面改性处理技术领域，具体涉及一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层。

背景技术

针对钛合金硬度低，耐磨性差，在高温环境下易氧化的缺点，在钛合金表面涂覆处理是可行办法。传统涂覆处理的方法有等离子喷涂、阳极氧化、化学转化和磁控溅射等，这些涂覆方法能在一定程度上提高钛合金表面的硬度来改善耐磨性，但是无法综合性能的既提高钛合金的硬度耐磨性，涂覆层在经过高速运动场合之后也会发生脱落。

杜菲菲、王若思等人在专利“一种冰刀涂层及其制备方法”将钛合金激光熔覆粉末在基材上经激光熔覆制备而成，所述钛合金激光熔覆粉末为Ti80.5-82.5％、Al5.3-6.3％、V1.85-2.03％、C1.50-2.55％、B8.10-8.60％，所得涂层耐磨性及成型性更好，且冰刃HRC值在60HRC以上，能够完全满足冰刀的硬度要求。

东南大学那佑强、郝秀清等人在专利“一种超硬自润滑涂层刀具及其制备方法”中采用等离子体喷涂方法在刀具基体前刀面和后刀面依次熔覆硬质合金混合粉、氧化铝陶瓷混合粉、氮化硅陶瓷混合粉和立方氮化硼混合粉制备超硬自润滑涂层，该刀具兼顾高速钢、硬质合金、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷和立方氮化硼的优点，既具有极高的硬度，又具有良好的韧性和自润滑功效。

西安工业大学邓雯、唐森等人在专利“一种改善热喷涂陶瓷涂层自润滑性能的方法”中首先采用大气等离子喷涂设备在金属基材上沉积制备ZrO2基陶瓷涂层，然后采用真空浸渍工艺将反应溶液渗入到ZrO2基陶瓷涂层内部的孔隙中，最后将样品置于反应釜的底部，将反应釜放入烘箱中加热，实现在ZrO2基陶瓷涂层的孔隙中原位合成C/MoS2复合润滑剂，获得具有优异室温润滑性能的陶瓷基复合涂层。显著改善了热喷涂陶瓷涂层的室温摩擦学性能，同时还可以赋予陶瓷涂层更优异的综合力学使役性能。

实用新型内容

本实用新型解决以上现有技术的不足，提供一种成本低廉，使用时间延长、具有良好耐磨性和润滑性的钛合金冰刀表面梯度复合涂层。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层，包括冰刀，所述冰刀包括刀背和刀刃，所述刀刃的表面涂覆涂层，所述涂层由内而外依次为过渡层、中间层和耐磨层，所述中间层由氧化铝和树脂组成。

作为限定，所述过渡层由金属粉末和陶瓷粉末形成涂层。

作为另一种限定，所述金属粉末为钛合金粉末，所述钛合金粉末为钛合金微粉末。

作为另一种限定，所述陶瓷粉末为氧化铝陶瓷粉末，所述氧化铝陶瓷粉末为氧化铝纳米陶瓷粉末。

作为另一种限定，所述过渡层的厚度为100-150um。

作为另一种限定，所述中间层由氧化铝纳米陶瓷粉末、有机硅树脂和丙酮形成。

作为另一种限定，所述中间层的厚度为100-150um。

作为另一种限定，所述耐磨层的厚度为200-3000um。

作为另一种限定，所述耐磨层为氮化硅涂层。

作为另一种限定，所述耐磨层为氧化铝涂层。

本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本实用新型的刀刃的表面涂覆涂层，涂层由内而外依次为过渡层、中间层和耐磨层，中间层由氧化铝和树脂组成，氧化铝和树脂形成的中间层克服了涂层干裂脱落的情况，使钛合金冰刀表面梯度复合涂层使用时间延长；综上，本实用新型解决了冰刀表面涂覆层在经过高速运动场合之后发生脱落的问题，使钛合金冰刀表面梯度复合涂层成本低廉、使用时间延长、具有良好耐磨性和润滑性，适用于钛合金冰刀。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型冰刀的剖视图；

图2为本实用新型实施例冰刀的结构示意图。

标注部件：1-冰刀，101-刀背，102-刀刃，2-过渡层，3-中间层，4-耐磨层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层

本实施例公开了一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层，如图1、图2所示，包括冰刀1，冰刀1的材质为钛合金，钛合金冰刀包括刀背101和刀刃102，刀刃102表面的过渡层为金属粉末和陶瓷粉末混合料涂层，金属粉末为钛合金粉末，优选钛合金粉末为钛合金微粉末，陶瓷粉末为氧化铝陶瓷粉末，优选氧化铝陶瓷粉末为氧化铝纳米陶瓷粉末，将钛合金微粉末和氧化铝纳米陶瓷粉末采用等离子喷涂技术喷敷在刀刃102的表面形成过渡层，钛合金微粉末和氧化铝纳米陶瓷粉末还可以采用激光熔覆技术在刀刃102的表面形成过渡层，过渡层的厚度为100-150um,使这种设置使过渡层既有硬质陶瓷颗粒粉末的高硬度与耐磨性，又具有与金属基材良好的润滑性，故而提升了过渡层和金属基体的结合强度；中间层3由氧化铝和树脂组成，中间层3优选采用氧化铝纳米陶瓷粉末、有机硅树脂和丙酮形成，添加丙酮使得有机硅树脂的氧化铝粉末混合更为充分；氧化铝纳米陶瓷粉末、有机硅树脂和丙酮混合液采用等离子喷涂技术使之涂覆在过渡层2表面，氧化铝陶瓷粉末、有机硅树脂和丙酮混合液还可以采用激光熔覆技术使之涂覆在过渡层2表面，中间层的厚度为100-150um，这种设置采用氧化铝和树脂组合克服了涂层干裂脱落的情况；耐磨层4采用氮化硅粉末或氧化铝粉末，氮化硅粉末或氧化铝粉末采用等离子喷涂技术使之涂覆在中间层表面形成氮化硅涂层或氧化铝涂层，氮化硅粉末或氧化铝粉末还可以采用激光熔覆技术使之涂覆在中间层表面形成氮化硅涂层或氧化铝涂层，氮化硅涂层或氧化铝涂层具有良好的耐磨性和润滑性，耐磨层的厚度为200-300um，涂层的总厚度为450-550um,总厚度为过渡层厚度、中间层厚度和耐磨层厚度的相加，由此本实施例的优势在于，采用上述设置，成本低廉、使用时间延长、具有良好耐磨性和润滑性。

本实用新型实施例工作原理如下：

在制作时，首先，采用等离子体喷涂技术将钛合金微粉末和氧化铝纳米陶瓷粉末喷涂在刀刃102的表面形成过渡层2，之后，采用等离子喷涂技术把氧化铝纳米陶瓷粉末、有机硅树脂和丙酮混合液喷涂在过渡层2的表面形成中间层3，最后，采用等离子体喷涂技术把氮化硅粉末或氧化铝粉末喷涂在中间层3的表面形成耐磨层4，使钛合金冰刀表面形成梯度复合涂层。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种钛合金冰刀表面梯度复合涂层，包括冰刀(1)，所述冰刀(1)包括刀背(11)和刀刃(102)，其特征在于：所述刀刃(102)的表面涂覆涂层，所述涂层由内而外依次为过渡层(2)、中间层(3)和耐磨层(4)，所述中间层(3)由氧化铝和树脂组成。

2.根据权利要求1所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述过渡层(2)由金属粉末和陶瓷粉末形成涂层。

3.根据权利要求2所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述金属粉末为钛合金粉末，所述钛合金粉末为钛合金微粉末。

4.根据权利要求2所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述陶瓷粉末为氧化铝陶瓷粉末，所述氧化铝陶瓷粉末为氧化铝纳米陶瓷粉末。

5.根据权利要求1所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述过渡层(2)的厚度为100-150um。

6.根据权利要求1所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述中间层(3)由氧化铝纳米陶瓷粉末、有机硅树脂和丙酮形成。

7.根据权利要求1所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述中间层(3)的厚度为100-150um。

8.根据权利要求1所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述耐磨层(4)的厚度为200-300um。

9.根据权利要求8所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述耐磨层(4)为氮化硅涂层。

10.根据权利要求8所述的钛合金冰刀表面梯度复合涂层，其特征在于：所述耐磨层(4)为氧化铝涂层。

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