[发明专利]一种含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材及涂层的制备方法

说明书

一种含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材及涂层的制备方法，属于材料表面强化领域。所述含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材是由铝镁合金外皮包覆粒径范围为0～550μm的SiC粉料轧拔而成，粉料填充率为28～36wt.％，成品丝材的外径为3±0.03mm。采用电弧喷涂技术，喷涂所述的含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材，喷涂工艺参数为：电流为100～200A，电压为30～38V，压缩空气压力为0.3～0.6MPa，喷涂距离为180～220mm。喷涂过程中SiC颗粒没有发生熔化或分解，保持初始的形态。制备的涂层能够对铝及其合金、钢铁和混凝土等材料表面进行耐蚀、耐磨和防滑等一体化的长效防护，并保持稳定的摩擦系数。

技术领域

本发明属于材料表面强化领域，具体涉及一种含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材及涂层的制备方法，可应用于海洋、河流和潮汐区等环境进行耐蚀、耐磨和防滑等一体化长效防护。

背景技术

一种含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材的研制，可对铝及其合金、钢铁和混凝土等材料的表面进行耐蚀蚀、耐磨和防滑等多功能一体化的长效防护。

类似于航母偏流板、舰船甲板和海洋石油平台等海洋设施设备，常年处于海洋的高腐蚀环境中，为了延长使用寿命，必须进行表面的防腐蚀处理。同时，考虑到随船工作人员和设备的安全，需在通道或甲板上进行防滑处理。采用热喷涂技术制备的铝涂层具有良好的耐蚀和防滑性能，但是耐磨性差，影响了涂层的使用寿命。考虑到，颗粒增强铝基复合材料不仅具有优异的耐蚀性能，而且耐磨性能良好，是航空航天、国防、汽车和体育等领域常用的耐蚀和耐磨件材料。寻求一种耐蚀、耐磨和防滑等一体化的涂层，利用热喷涂技术制备含陶瓷颗粒铝基复合涂层是可行的方案，也是对颗粒增强铝基复合材料的灵活应用。

电弧喷涂技术具有沉积效率高、成本低和可以现场施工等优点，是一种高效的可大面积制备含陶瓷颗粒铝基复合涂层的方法。结合粉芯丝材制备技术，具有的成本低、工艺简单和便于调整丝材粉芯成分等优点，不仅可大大拓展含陶瓷颗粒铝基复合涂层的成分和性能的设计范围，而且具有高效和低耗等特点。到目前为止，没有关于电弧喷涂制备AlMg/SiC涂层的相关报道。因此，一种含SiC颗粒铝基复合粉芯丝材及涂层的制备方法的研究，具有重要的现实意义和经济价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材，利用电弧喷涂技术使用所述的铝基粉芯丝材制备出耐蚀、耐磨和防滑等性能优异的含陶瓷颗粒铝基复合涂层。

本发明提供一种电弧喷涂用含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材，其特征在于，所述的粉芯丝材的金属外皮为铝镁带，粉芯材料为微米级的SiC陶瓷粉料。

进一步地，所述铝镁带优选为5052铝镁带。

进一步地，所述SiC陶瓷粉料的粒径范围为小于等于550μm。

进一步地，所述粉芯丝材中SiC陶瓷粉料的填充率为28～36wt.％。

进一步地，所述粉芯丝材的外径为3±0.03mm。

另一方面本发明提供了以一种上述粉芯丝材制备耐蚀、耐磨和防滑等功能一体化电弧喷涂层的方法，包括：

对基体材料进行喷砂粗化处理；

利用电弧喷涂技术对喷砂和清洗后的基体表面喷涂上述的含陶瓷颗粒铝基复合粉芯丝材，形成AlMg/SiC涂层。

进一步地，上述基体材料可以是铝及其合金、钢铁和混凝土等；

进一步地，上述喷砂粗化处理的参数包括：气流压力为0.5～0.7MPa，喷砂角度为45～60°，喷砂距离为150～200mm；

进一步地，所述电弧喷涂的工艺参数为：电流为100～200A，电压为30～38V，压缩空气压力为0.3～0.6Mp，喷涂距离为180～220mm；

进一步地，所述AlMg/SiC涂层的厚度为0.2～1.5mm；