[发明专利]一种cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法首先利用复合电镀在高温合金基体上沉积Ni-cBN层，然后采用包埋渗铝方法制备cBN/Ni₂Al₃复合涂层。

2.根据权利要求1所述的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)电镀前预处理包括依次进行的喷砂、电化学除油和活化处理，通过预处理去除基体表面氧化层，提高电镀层与基体的结合力；

(2)复合电镀Ni-cBN层：将预处理后的基体进行复合电镀，电镀瓦特液组成为：150～350g/L的Ni₂SO₄，20～100g/L的NiCl₄，20～100g/L的H₃BO₃，0.3～1.2g/L的糖精，0.02～0.5g/L的十二烷基硫酸钠，其余为去离子水，电镀瓦特液的pH为2～7；复合电镀过程中，向电镀瓦特液掺入1～140g/L的cBN颗粒，颗粒平均粒径为0.1～50μm，机械搅拌速率为30～100r/min，水浴温度为30～70℃，电流密度为1～10A/dm²，电镀时间为5～60min；

(3)将复合电镀Ni-cBN层后的基体用去离子水洗净后，吹干备用；

(4)对电镀得到的Ni-cBN层进行包埋渗铝，渗剂成分为：1wt.％～8wt.％的Al粉，1wt.％～10wt.％的AlF₃·3H₂O，剩余为Al₂O₃粉；包埋温度为700～1000℃，时间为30min～200min，包埋后得到cBN/Ni₂Al₃复合涂层。

3.根据权利要求2所述的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，电镀前对基体进行表面处理，再进行预处理，所述表面处理的过程为：在磨抛机上使用SiC砂纸对基体进行打磨，将基体的新鲜表面磨出后对基体进行干喷砂处理，之后依次选择去离子水、丙酮和酒精进行5～15min的超声处理，以去除基体表面残留的油污。

4.根据权利要求2所述的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，电化学除油具体工艺为：在浓度为1～10g/L的氢氧化钠水溶液中电化学除油，基体为阴极，Ni板为阳极，电流密度为2～12A/dm²，处理时间为1～5min；活化处理使用的活化溶液是由浓盐酸和去离子水按照(10～30)：(70～90)的体积比例混合而成，活化处理过程中，基体在活化溶液中浸泡1～5min。

5.根据权利要求2所述的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，共沉积的Ni-cBN层厚度为3～80μm，Ni-cBN层的cBN含量为1～50vol.％，其余为Ni。

6.根据权利要求2所述的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，复合电镀之前进行预镀Ni，预镀Ni过程中，镀液为瓦特液，其成分为：150～350g/L的Ni₂SO₄，20～100g/L的NiCl₄，20～100g/L的H₃BO₃，0.3～1.2g/L的糖精，0.02～0.5g/L的十二烷基硫酸钠，其余为去离子水；基体作为阴极，阳极为纯Ni板，以1～10A/dm²的电流密度预镀镍1～3min。

7.根据权利要求2所述的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，包埋过程升温速率为5～10℃/min，渗铝期间通氩气进气量和出气量为1～10L/min，工作气压保持在一个标准大气压。

8.根据权利要求2或6所述的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，渗铝后涂层总厚度为10～250μm。

9.一种利用权利要求1至8之一所述方法制备的cBN陶瓷颗粒/铝化物复合涂层，其特征在于，小尺寸cBN陶瓷颗粒均匀分布于cBN/Ni₂Al₃复合涂层。