[发明专利]乳化泵柱塞喷涂复合涂层的方法及包括其的柱塞

说明书

本发明公开了一种乳化泵柱塞喷涂复合涂层的方法，包括以下步骤：(1)将金属柱塞基体进行除油处理，烘干后喷砂；(2)将喷砂后的金属柱塞进行预热，在金属柱塞上采用超音速等离子喷涂含有NiCrAl与Al₂O₃复合过渡层；(3)喷涂完复合过渡层后，在复合的金属过渡层表面上采用超音速等离子喷涂Al₂O₃与TiO₂的复合陶瓷面层；(4)对喷涂完陶瓷面层后的金属柱塞进行粗磨、精磨和抛光处理，得到复合涂层。采用本发明的方法通过使用超音速等离子法并且控制复合涂层中Al₂O₃与TiO₂的含量，使得到的涂层粘结强度高，涂层表面均匀、密度和硬度高，相对于全陶瓷柱塞不易损坏、涂层与基体结合力强且可修复，扩大了柱塞的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷涂层的制造方法，特别涉及一种乳化泵柱塞超音速等离子热喷涂涂层的制备方法，属于材料表面加工领域。

背景技术

陶瓷柱塞主要适用于煤炭、石油、化工、食品行业的柱塞类机械，用以替代金属柱塞，解决金属柱塞因耐腐蚀性差、耐工作温度低导致设备寿命短的问题。陶瓷柱塞产品具有极高的耐磨损、耐腐蚀和抗热冲击性能，比金属柱塞使用寿命长5到l 0倍。

现有的陶瓷柱塞在使用过程中也存在一些缺陷：(1)柱塞表面光洁度不够，致使运动摩擦阻力增大，从而降低了生产效率；(2)陶瓷体有开裂现象，这种开裂在陶瓷体制造过程中不易察觉，但在柱塞工作中由于内应力作用，使裂缝不断扩展以致造成工件报废；(3)安装和拆卸过程的冲击容易造成柱塞损坏。目前，已有的陶瓷面层制备的柱塞虽然克服了金属柱塞和陶瓷柱塞的缺点，但是由于陶瓷柱塞涂层的制备主要依靠火焰喷涂和等离子喷涂技术，涂层质量差，而且喷涂层与基体结合强度较低，不能承受交变载荷和冲击载荷，孔隙率高，最后还需要封孔处理才能达到使用的要求。因此，高质量的陶瓷涂层是制备复合材料柱塞的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乳化泵柱塞的喷涂陶瓷涂层的制备方法，通过在乳化泵柱塞上先喷涂一层特殊组分的金属与陶瓷复合过渡层后在其上再喷涂上陶瓷面层，得到涂层表面均匀、密度和硬度高、性能好、寿命长的优点，相对于全陶瓷柱塞不易损坏、涂层与基体结合力强且可修复，扩大了柱塞的应用范围。

为实现上述目的，本发明提供了以下的技术方案：

本发明第一方面提供了乳化泵柱塞喷涂复合涂层的方法，包括以下步骤：

(1)将金属柱塞基体进行除油处理，烘干后喷砂；

(2)将喷砂后的金属柱塞进行预热，在金属柱塞上采用超音速等离子喷涂金属与陶瓷的复合过渡层；

(3)喷涂完复合过渡层后，在复合过渡层表面上采用超音速等离子喷涂陶瓷面层；

(4)对喷涂完陶瓷面层后的金属柱塞进行粗磨、精磨和抛光处理，得到复合涂层。

优选的，步骤(2)中所述的复合过渡层为NiCrAl与Al₂O₃的复合层，所述的陶瓷面层的组分为Al₂O₃与TiO₂。

优选的，所述的复合过渡层中Al₂O₃占所述金属过渡层的重量分数为10-30％，所述的陶瓷面层中TiO₂占所述陶瓷面层的重量分数为10-15％，使得NiCrAl-Al₂O₃的复合过渡层与陶瓷面层具有较高的粘结强度。

优选的，所述复合过渡层的厚度为0.03-0.05mm，所述陶瓷面层的厚度为0.3-0.4mm，使得到的复合过渡层和陶瓷面层之间的粘结力、致密度性能最佳。