[发明专利]非晶涂层制备方法及其应用

说明书

本发明非晶涂层制备方法及其应用，其非晶涂层制备方法至少包括对形成于工件的非晶涂层进行深冷处理。通过本发明方案，有效实现了非晶涂层材料提高组织的均匀性，稳定尺寸，减少变形，从而改善非晶合金涂层的微观结构，提高涂层的综合性能。

技术领域

本发明属于非晶合金涂层技术领域，具体涉及非晶涂层制备方法及其应用。

背景技术

非晶合金具有超高的强度、极高的耐磨性和耐腐蚀性，应用前景可观。然而，由于受临界冷却速率的限制，非晶合金的应用范围又十分有限。采用热喷涂技术制备非晶合金涂层可以有效克服非晶合金难以形成块体的缺点，降低生产成本，节约材料，但不足之处是非晶涂层的孔隙率较高，耐磨耐腐综合性能有待提高。为了进一步优化非晶合金涂层结构和性能，满足实际应用，如降低孔隙率，提高硬度、耐腐蚀性、耐磨损性等，研究者为此做了一些研究。专利CN 104480462 A，通过激光制备工艺提高了涂层的非晶含量，CN 103882363A，通过调整涂层的成份，获得了一种耐盐雾腐蚀的非晶涂层粉体。CN 107236921 A在Fe基非晶基体中加入氮化物陶瓷颗粒，提高了非晶涂层的韧性，抑制裂纹的扩展，从而达到提高硬度和耐磨性能的目的。CN 106141189 A通过放电等离子烧结技术及后续的激光重熔技术，获得了硬度强度更高及耐磨性更好的非晶涂层。由上述研究可知，采用合适的成份及工艺对非晶合金涂层性能有很大影响，比如提高其硬度，降低孔隙率等，但非晶合金的综合性能仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供的非晶涂层制备方法及其应用，有效提高非晶涂层组织的均匀性，稳定尺寸，减少变形，从而改善非晶合金涂层的微观结构，提高涂层的综合性能。

本发明公开的非晶涂层制备方法，至少包括对形成于工件的非晶涂层进行深冷处理。工件的非晶涂层通过采用包括而不限于等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、激光融覆以及其他工艺制备。

本发明公开的非晶涂层制备方法的一种改进，深冷处理为将所述非晶涂层置于温度不高于-130℃的环境下进行保温处理。

本发明公开的非晶涂层制备方法的一种改进，深冷处理采用液体法。

本发明公开的非晶涂层制备方法的一种改进，深冷处理采用气体法。

深冷处理的液体法是将工件直接放入液氮中，处理温度为-150℃；气体法是通过液氮的气化潜热和低温氮气吸热制冷，处理温度达-196℃。

本发明公开的非晶涂层制备方法的一种改进，深冷处理的温度为-196℃。

本发明公开的非晶涂层制备方法的一种改进，深冷处理的保温处理时间为2-48h。

本发明公开的非晶涂层制备方法的一种改进，制备方法还包括处理后的非晶涂层于室温环境下自然升温至室温。

本发明公开的非晶涂层制备方法在非晶涂层制备中的应用。进一步地，非晶涂层包括铁基非晶涂层或镍基非晶涂层或锆基非晶涂层或铜基非晶涂层。

非晶涂层可以是铁基非晶涂层、镍基非晶涂层、锆基非晶涂层、铜基非晶涂层以及其他成分的非晶涂层材料。

非晶涂层的制备可以采用等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂、激光融覆以及其他工艺制备。

深冷处理采用液氮深冷处理系统，如采用SLX-80系统深冷处理设备，它主要包括保温箱、进气阀、液氮罐和温度传感器。其主要原理是通过控制进入保温箱的液氮量来控制冷却速度。温度传感器感应保温箱的实时温度，将信号传送给阀门控制阀门的开关，从而控制进入的液氮量。将喷涂制备的涂层进行深冷处理，深冷处理温度为-196℃，深冷时间2～48小时，待深冷处理结束后，样品在空气中自然升温至室温。