[发明专利]可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层，其特征在于，该搪瓷涂层熔炼时加入一定比例的氟化物，与搪瓷釉中的氧化钙或氧化钡组元结合，原位析出纳米级氟化钙或氟化钡晶体；该搪瓷涂层的质量分数配比为：二氧化硅46~58％、三氧化二铝10~20％、氧化钙或氧化钡12~18％、三氧化二硼5~10％、氧化钠或氧化钾3~9％，加入氟化物的占比为5~10％；

所述搪瓷涂层的性能指标如下：

室温往复摩擦系数≤0.3，磨损率≤ 6×10^-6mm³•N^-1•m^-1；在80℃、30vol%的硫酸溶液中腐蚀24h后，腐蚀失重≤ 0.2mg•cm^-2•d^-1；经80℃、3wt%氢氧化钠溶液腐蚀24h后，腐蚀失重≤ 0.5mg•cm^-2。

2.如权利要求1所述的可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层，其特征在于，所述二氧化硅和三氧化二铝的含量的总和为57~68%。

3.如权利要求1所述的可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层，其特征在于，所述氟化物为氟化钙、氟化钡或氟化钠。

4.权利要求1-3任一项所述的可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将各种氧化物和氟化物球磨混合，熔炼搪瓷釉料；

步骤2：采用步骤1获得的搪瓷釉料制备搪瓷微粉；

步骤3：将搪瓷微粉制成复合搪瓷悬浮液；

步骤4：将复合搪瓷悬浮液喷涂到部件表面，并烧制成复合搪瓷涂层；

所述步骤1具体为：

步骤1.1：将二氧化硅46~58％、三氧化二铝10~20％、氧化钙或氧化钡12~18％、三氧化二硼5~10％、氧化钠或氧化钾3~9％和氟化物5~10％磨球混合；转速200~400转/分，时间10~24h，混合均匀后进行加热熔炼；

步骤1.2：加热熔炼过程中以10~15℃/min的速度从室温加热至1450~1550℃；并恒温保持1~2h后水淬得到特定成分的搪瓷釉料。

5.如权利要求4所述的可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将步骤1得到的搪瓷釉料经球磨得到粒径小于10μm的搪瓷微粉，球磨时间为50~150h。

6.如权利要求4所述的可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

以无水乙醇为分散剂，1g搪瓷微粉所需无水乙醇10~30ml；经磁力搅拌以及超声波振荡15~30min得到分散均匀的复合搪瓷悬浮液。

7.如权利要求4所述的可原位析出氟化物纳米晶的耐腐蚀自润滑搪瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤4具体为：

步骤4.1：用空气压缩机将复合搪瓷悬浮液均匀喷涂于高温合金零部件，喷涂压力为0.2~0.4MPa，喷涂距离15~40cm，涂层喷涂后经200~300℃烘干10~60min，得到复合搪瓷涂层的原始胚件；

步骤4.2：将烘干后的原始胚件经850~1050℃高温烧结5~30min后取出，大气中冷却，得到复合搪瓷涂层；最终制备的复合搪瓷涂层厚度超过80µm。