[发明专利]一种表面涂覆防护涂层的金属复合材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种表面涂覆防护涂层的金属复合材料，包括金属基体、过渡层以及陶瓷层，其特征在于，所述陶瓷层包括厚度为50μm-100μm的热障层和厚度为100μm-200μm的耐磨耐蚀层；

所述热障层是陶瓷骨料粒径为0.5-100μm的氧化物，所述氧化物包括以下重量份的组分：ZrO₂ 45-65份、Al₂O₃ 15-30份、MgO 10-20份和Y₂O₃ 1-10份；

所述耐磨耐蚀层是陶瓷骨料粒径为0.5-100μm的氧化物，所述氧化物包括以下重量份的组分：SiO₂ 20-50份、Al₂O₃ 10-30份、TiO₂ 5-20份、Cr₂O₃ 5-20份、ZnO 1-15份、SiC 1-10份和CeO₂ 1-10份；

所述过渡层选用粒度为200-400目的MCrAlY粉末或NiAl粉末，M为Ni、Co和NiCo中的至少一种，所述过渡层的厚度为50μm-60μm；

所述表面涂覆防护涂层的金属复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

金属基体的表面清洗；

金属基体的表面粗化；

粗化后的金属基体表面热喷涂过渡层粉末，在金属基体表面形成厚度为50μm-60μm的过渡层；

制备热障层陶瓷浆料：将热障层陶瓷骨料按比例称取后加入到水中并混合均匀，边搅拌边加入消泡剂和无机黏结剂，其中热障层陶瓷骨料与水、消泡剂、无机黏结剂的重量比为4∶1∶0.15∶8，搅拌均匀后制得热障层陶瓷浆料；

制备耐磨耐蚀层陶瓷浆料：将耐磨耐蚀层陶瓷骨料按比例称取后加入到水中并混合均匀，边搅拌边加入无机黏结剂，其中耐磨耐蚀层陶瓷骨料与水、无机黏结剂的重量比为4∶1∶7，搅拌均匀后制成耐磨耐蚀层陶瓷浆料；

将热障层陶瓷浆料在常温下喷涂或涂覆在过渡层上，在金属基体上成厚度为50μm-100μm的热障层，并在常温下阴干；

将耐磨耐蚀层陶瓷浆料在常温下喷涂或涂覆在阴干后的热障层上，形成厚度为100μm-200μm的耐磨耐蚀层，并在常温下阴干制成生坯；

将制成的生坯在惰性气氛和还原性气氛保护下进行加热处理，具体处理工艺如下：首先以0.5-1.5℃/min的升温速度加热至85℃，在85℃下保温1h；然后以1.5-3℃/min的升温速度加热至300℃，在300℃下保温1h；然后以1.5-3℃/min的升温速度加热至400-1000℃，在400-1000℃下保温2-6h，随炉冷却后即制得表面涂覆防护涂层的金属复合材料。

2.根据权利要求1所述的表面涂覆防护涂层的金属复合材料，其特征在于，所述金属基体为铜、钢、铁、铝、铜合金或铝合金中的一种。

3.根据权利要求1所述的表面涂覆防护涂层的金属复合材料，其特征在于，所述无机黏结剂为模数为3.3的硅酸钠水玻璃、硅酸钾水玻璃或磷酸盐中的一种。

4.根据权利要求1所述的表面涂覆防护涂层的金属复合材料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

5.根据权利要求1所述的表面涂覆防护涂层的金属复合材料，其特征在于，所述惰性气氛为氮气，所述还原性气氛为氢气。

6.根据权利要求5所述的表面涂覆防护涂层的金属复合材料，其特征在于，所述氮气和氢气的体积为4∶1。