[发明专利]一种氧化铝陶瓷涂层及其制备方法

摘要

本发明属于等离子弧喷涂技术领域，具体涉及一种高硬度、高耐磨性、高韧性的氧化铝陶瓷涂层及其制备方法。本发明包括：(1.1)选取基体；(1.2)对基体进行喷砂或磨砂预处理；(1.3)制备氧化铝原料粉末；(1.4)加热氧化铝纳米烧结粉末至熔融状态；(1.5)喷涂氧化铝纳米液体材料。本发明的核心步骤在喷涂氧化铝纳米液体材料前的熔融步骤，传统的氧化铝喷涂技术均是将氧化铝纳米颗粒直接放入喷枪中加热喷涂，结合效果并不能够满足足够的强度需求和粘连度需求。而本发明在喷枪投料前将烧结粉末融化成熔融状态，避免了这种缺陷，使陶瓷涂层的强度、硬度、韧性等综合参数明显好于普通喷涂技术的效果。

主权项

1.一种氧化铝陶瓷涂层制备方法，其特征在于，包括步骤如下：(1.1)选取基体：基体的选取材料切削难度低、强度较高的材料，必要时还应当选择在经过高温高热条件的处理后仍能保持一定的可塑性、耐磨性和韧性的材料；(1.2)对基体进行喷砂或磨砂预处理；(1.3)制备氧化铝原料粉末：(1.3.1)将氧化铝粉末通过去离子水作为分散剂，将氧化铝粉末制成氧化铝浆；(1.3.2)使用超声波振动将氧化铝粉在去离子水中均匀分散开；(1.3.3)在氧化铝浆中加入粘结剂溶液，并将混合浆料放入球磨机中球磨2小时以上，使氧化铝纳米颗粒和粘结剂均匀混合；(1.3.4)将混合均匀的氧化铝浆使用喷雾干燥的方式进行干燥；使氧化铝浆凝固成球形颗粒，然后过筛，形成微米尺寸的氧化铝纳米颗粒；(1.3.5)对氧化铝纳米颗粒进行高温煅烧，煅烧温度在1100摄氏度到1200摄氏度之间，取出分散得到氧化铝纳米煅烧粉末；(1.4)加热氧化铝纳米煅烧粉末至熔融状态形成氧化锆纳米液体材料；将氧化锆纳米粉末和分散剂混合，配成浆料，注入电加热器，高温熔融；(1.5)采用等离子弧喷涂或热喷涂方式喷涂氧化铝纳米液体材料，所述的等离子弧喷涂方式为：(1.5.1)将电源的正极、负极分别连接在涂层喷枪的阳极、阴极上，使电流通过由氢、氦、氩以及氮气组成的混合气体室并击穿而产生放电在阴极和阳极之间产生等离子弧射流；(1.5.2)使高压气流吹过等离子弧射流和按照流量倒入的液体熔融状态的氧化铝材料，将氧化铝材料吹出喷枪，喷射至基体上；(1.5.3)冷却涂层使氧化铝纳米液体材料形成氧化铝液态陶瓷涂层；所述的热喷涂方式为：(1.5.4)将基体进行预加热；(1.5.5)根据基体材质，将氧化锆纳米液体材料对表面进行预喷涂，防止基体材质氧化；喷涂的氧—乙炔火焰采用中性焰或弱碳化焰；(1.5.6)设定氧气—乙炔压力，确认喷枪的角度，距离和移动速度，按照固定量输送氧化锆纳米液体材料，对基体进行喷涂，冷却形成氧化铝液态陶瓷涂层。