[发明专利]一种高表面精度耐磨涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高表面精度耐磨涂层的制备方法。

背景技术

金属材料是应用最广的工程材料，但随着工程设备工作条件的日益苛刻，单一的金属材料已经难以满足工程使用要求。在金属表面涂覆耐磨涂层，可以使合成的复合材料既能保留金属的强度和韧性，同时又具备涂层的耐磨损、耐腐蚀、耐高温等特性，可以大幅提高材料的使用性能。

目前工业上常用的制备复合涂层的方法有如下几种：自蔓延高温合成法、热喷涂法、溶胶-凝胶法等。自蔓延高温合成法是用反应物之间产生的高化学反应热促使反应物进行持续自发的化学反应制备陶瓷涂层，单一的自蔓延高温合成法可以制备出高性能的复合材料涂层，然而制备出的涂层表面精度很差，会出现表面不平整，有空隙等问题。热喷涂技术是在高温下将涂层材料熔化和雾化，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以极高的速度喷涂于金属钢板表面上的涂覆方法，可以制备出耐磨性、硬度和导热等性能有较好的涂层，并且对钢板的热变形影响较小。溶胶-凝胶法是用易于水解的金属醇盐或无机盐在某种溶剂中与水发生反应，经水解缩聚形成溶胶，将溶胶涂覆在金属钢板表面，再经干燥、热处理后形成涂层，其制备的涂层质量高，但工艺复杂、耗时，膜层易开裂。

经过对现有技术的检索，发现申请号201210146793.9的专利公开了一种内表面耐磨涂层的制作方法，特别适用于铸铁管内表面耐磨涂层的制作。将Fe₂O₃粉和铝粉按质量比1∶3的比例均匀混合，形成反应物，将反应物装入球墨铸铁管内，然后将球墨铸铁管固定在旋转设备上，沿着球墨铸铁管中心轴高速旋转，将球墨铸铁管内的反应物点燃反应，反应物发生自蔓延反应，冷却即可。它方法简单，设备少，形成的耐磨涂层耐磨、耐蚀、耐热和抗热冲击及抗机械冲击性能强。但是仍然需要提高其与内表面的结合强度。

申请号200610011816.X公开了一种在铝合金表面涂敷耐磨涂层的方法，属于自蔓延高温合成技术制备金属间化合物涂层的技术领域。采用反应Fe₂O₃+2Al＝2Fe+Al₂O₃，反应放出巨大的热量，产物为熔融态，在离心力的作用下，液态的Fe和Al₂O₃分离，在反应原料中加入过量的铝，Al就会和Fe生成铁铝金属间化合物，同时自蔓延反应Fe₂O₃+2Al＝2Fe+Al₂O₃放出的热量会使铝表面的氧化膜熔解，使得铁铝金属间化合物很容易与铝基体形成冶金结合，反应结束后去除掉表面的氧化铝层即可得到金属间化合物涂层。该发明的优点在于工艺简单，涂层与基体形成冶金结合，结合强度高。申请号201310306469.3公开了了一种离心自蔓延陶瓷/合金双复合耐磨管的制备方法，对钢管内表面进行喷砂除锈、粗化处理；将Al+Fe₂O₃体系的自蔓延粉料放入钢管中；将钢管置于离心机上，开动离心机，待转速稳定后，点火引发自蔓延反应；待钢管内部的Al₂O₃陶瓷内衬层半凝固状态时，将熔融的耐磨合金浇注入Al₂O₃陶瓷内衬复合钢管内，使熔融的耐磨合金在离心力的作用下，涂覆于Al₂O₃陶瓷涂层上形成耐磨合金层，形成陶瓷/合金双复合耐磨管。该发明工艺简单，制造的产品耐磨、耐蚀性强。申请号201320180058.X的实用新型专利公开了一种余热锅炉受热面高温复合耐磨涂层，其技术要点在于：在以合金钢板制成的基体表面喷涂Ni-Cr合金涂层作为功能层，在Ni-Cr合金涂层与基体之间涂有过渡层，在Ni-Cr合金涂层外涂有封孔层。该实用新型提高了余热锅炉受热面的抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等性能。

申请号201310306450.9公开了一种增强离心自蔓延陶瓷内衬复合钢管强度的结构及制备方法，包括钢管，钢管的内表面开设有槽，钢管的内表面内衬有自蔓延反应形成的Al₂O₃陶瓷内衬。该发明采用自蔓延高温合成和离心铸造的方法制备陶瓷内衬复合钢管，解决了传统离心自蔓延陶瓷内衬复合钢管存在的陶瓷涂层与金属基体结合强度不高的缺点。