[发明专利]一种火焰热喷涂用碳化硅复合陶瓷棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种火焰热喷涂用碳化硅复合陶瓷棒及其制备方法，首先要采用、20‑30份氧化锆、10‑15份炭黑以及碳化硅15‑25份；与少量SiO2、CaO等其他辅料称量配料、筛分、混合均匀，加入45‑55份硼酸，以及一定比例的水、油、胶、体混合，滚轧，然后挤出成型，烘干处理；最后在一定高温下烧成碳化硅复合陶瓷棒；本发明生产的碳化硅复合陶瓷棒解决了现有传统的单一碳化硅陶瓷涂层熔点相对低，在热喷涂中容易熔化分解，从而造成涂层成分和镜像组成不稳定而影响涂层的抗氧化性能的问题。

技术领域

本发明涉及热喷涂陶瓷棒制备技术领域，具体为一种火焰喷涂用碳化硅复合陶瓷棒及其制备方法。

背景技术

在科学技术大力发展的时代，陶瓷热喷涂技术已广泛得到应用，目前非金属材料的热喷涂主要有粉末等离子喷涂及火焰热喷涂技术，其中，等离子喷涂方法因工艺装置复杂，价格高，操作麻烦等原因应用受限，而陶瓷棒的火焰喷涂技术设备简单，通用性强，工艺方法简单，使涂层更致密，耐磨，因而得到广泛应用。

根据所使用的喷涂原料不同，火焰喷涂技术又分为粉末火焰喷涂和陶瓷棒火焰喷涂，对于粉末火焰喷涂，由于陶瓷粉末颗粒是在飞行过程中，被火焰加热的，颗粒在火焰中受到的加热时间非常短，因此在涂层中常存在未充分熔化的粒子，造成涂层不均匀，而且粉末利用率低，有相当一部分被高气速吹走；而陶瓷棒火焰喷涂通常是通常高温氧气、乙炔将陶瓷棒端头熔融，形成陶瓷液滴，然后再喷射到工件的表面，形成均匀致密的陶瓷涂层。由于液滴在撞击工件表面时仍为液态，而且被加速到大约80米/秒的速度，首先很大的热能和动能打到工件基体表面，因此，可与基体间形成性能优良的陶瓷涂层，所以，陶瓷棒火焰喷涂是一项实用有效的陶瓷喷涂技术。

现有传统的单一碳化硅陶瓷涂层熔点相对低，在热喷涂中容易熔化分解，从而造成涂层成分和镜像组成不稳定而影响涂层的抗氧化性能，即使一些复合陶瓷涂层已经将碳化硅与其他陶瓷材料进行复合进行改性处理，但传统的做法通常是直接将碳化硅与改性材料进行混合，并未产生化学反应，因此两者的结合力不够，同时比例设置并不合理，造成最终形成的复合涂层的抗氧化以及耐冲刷性能均不佳。

发明内容

(一)技术方案

针对现有技术的不足，本发明提供了一种火焰喷涂用碳化硅复合陶瓷棒及其制备方法；

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种火焰喷涂用碳化硅复合陶瓷棒,包括如下重量份的原料：

主料：45-55份硼酸、20-30份氧化锆、10-15份炭黑以及碳化硅15-25份；

辅料：0.15份氧化镁和0.32份氧化钙；

液体溶剂：质量浓度为4％的聚乙烯醇和聚乙二醇混合溶液、液体石蜡、甘油以及油酸；

其中，主料碳化硅和氧化锆均采用纯度在99％以上，且粒径范围在2-10μm的细粉；主料炭黑采用纯度在99.5％以上，且粒径范围在0.5-1μm的细粉。

上述的火焰喷涂用碳化硅复合陶瓷棒的制备方法，包括如下步骤：

(1)备料：将上述原料中的辅料进行细筛分，将各组分原料均筛分至粒度范围在250-350目之间备用；

(2)研磨干混：将步骤(1)筛分好的辅料，以及备好的主料氧化锆、炭黑以及碳化硅按照原料中的配比配料，然后依次将各原料置于球磨机中进行混料研磨，混料时间为4-5h；

(3)泥料制备：将干混完成的各粉料取出后置于真空搅拌机中，依次加入配料中相应质量份的硼酸，重量相当于上述干粉料重量2-4％的油酸，0.5-1％的甘油，1-1.5％液体石蜡，然后逐步加入聚乙烯醇和聚乙二醇混合溶液，并启动真空搅拌机进行混合搅拌，直至获得可塑泥团；