[发明专利]提供改进的热喷涂粘附性的表面纹理

说明书

技术领域

本发明涉及改进热喷涂层对基材的粘附性，更具体地涉及提供热喷涂层与基材的改进附着性的表面纹理。

背景技术

本节中的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以构成或可以不构成现有技术。

热喷涂是一种涂覆方法，其将通过燃烧加热并通常熔化的材料或电等离子体或电弧施加到基材。该方法相对于其他涂覆方法(诸如电镀、溅射以及物理和气相沉积)能够在大面积上快速涂覆相对厚的涂层。

热喷涂层的坚固性和耐久性似乎几乎是涂层材料的专有特征，其次是施加质量。然而，已经确定，事实上，通常影响热喷涂层的坚固性和耐久性的最重要的因素是热喷涂层和基材之间的结合强度。在热喷涂材料实际上已经磨损之前很长时间，不良结合可能会使热喷涂层脱落(有时相当大的碎片)，而强结合使得热喷涂层成为整体并成为基材不可分离的部件。

已经运用了几种方法来改善热喷涂层和基材之间的结合。通常，这些包括调节热喷涂材料的组成和调整工艺参数，诸如基材温度、施加能量(以及因此施加的速度和温度)以及环境条件。本发明涉及改善热喷涂层与基材的粘附性的另一种方法。

发明内容

本发明提供改进的基材表面纹理，即粗糙度，其显著改善热喷涂层的粘附性。表面纹理由两个计量参数限定，本发明包括特定范围的平均三维粗糙度(Sa)和显影的界面面积比(Sdr)。该表面纹理通过诸如水射流蚀刻、机械粗化、激光毛化、化学蚀刻以及等离子体蚀刻的方法实现。表面纹理对于内燃机、液压缸以及类似部件的汽缸壁是特别有利的，热喷涂层(诸如钢或陶瓷)被粘附到其上并且暴露于滑动或摩擦磨损。

因此，本发明的一个方面是提供基材表面，以改善热喷涂层的粘附性。

本发明的另一方面是向基材表面提供纹理，以改善热喷涂层的粘附性。

本发明的另一方面是提供由两个计量参数限定的基材表面纹理，以改善热喷涂层的粘附性。

本发明的另一方面是提供由平均粗糙度(Sa)和显影的界面面积比(Sdr)限定的基材表面纹理，以改善热喷涂层的粘附性。

本发明的另一方面是提供由特定范围的平均粗糙度(Sa)和显影的界面面积比(Sdr)限定的基材表面纹理，以改善热喷涂层的粘附性。

本发明的另一方面是提供由两个计量参数来限定的基材表面纹理，通过水射流蚀刻、机械粗化、激光毛化、化学蚀刻以及等离子体蚀刻来改善热喷涂层的粘附性。

本发明的另一方面是提供由平均粗糙度(Sa)和显影的界面面积比(Sdr)限定的基材表面纹理，通过水射流蚀刻、机械粗化、激光毛化、化学蚀刻以及等离子体蚀刻来改善热喷涂层的粘附性。

本发明的另一方面是提供由两个计量参数限定的基材表面纹理，以改善热喷涂层对内燃机汽缸壁的粘附性。

本发明的另一方面是提供由平均粗糙度(Sa)和显影的界面面积比(Sdr)限定的基材表面纹理，以改善热喷涂层对内燃机和类似部件的汽缸壁的粘附性。

本发明的另一方面是提供由特定范围的平均粗糙度(Sa)和显影的界面面积比(Sdr)限定的基材表面纹理，以改善热喷涂层对内燃机汽缸壁的粘附性。

根据本文提供的描述，其他方面，优点和适用范围将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

这里描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是具有汽缸壁的放大图的内燃机缸体的示意图；

图2A是沿图1的线2-2截取的汽缸壁的放大视图，示意性示出汽缸壁的表面纹理；

图2B是图2A的其上施加热喷涂层的汽缸壁的视图；以及

图3是垂直(Y)轴代表呈现热喷涂层粘附性并且水平(X)轴代表Sdr纹理百分比的定性曲线。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。

参考图1，示出了内燃机缸体，并且总体上用附图标记10表示。发动机缸体10通常包括多个汽缸12，汽缸12具有内汽缸壁14、用于螺纹紧固件的多个凸缘16和开口18以及用于接收和固定诸如汽缸盖、轴、歧管和罩的部件(均未示出)的其他特征部。在图1的右侧是汽缸壁14的放大视图。汽缸壁14可以是基材表面，诸如铝发动机缸体10或已经安装在发动机缸体10中的铁套筒的表面。在任一情况下，汽缸壁14的表面光洁度可以是机械粗化或活化的标准机器轮廓，并且优选地限定平均二维表面粗糙度(Ra)在约4至25μm(微米)之间。