[发明专利]一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法

权利要求书

1.一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、先将石墨烯粉末与Al粉末混合均匀，所述石墨烯的为片层结构，石墨烯与Al的质量百分比为(0.1～0.5)：(99.5～99.9)；

在加入Fe₂O₃粉末、ZnO粉末、SiO₂粉末、B₂O₃粉末和Cu-Ti合金粉末混合均匀得到混合粉末；

混合粉末中各组分的质量百分比为(12～18)的石墨烯和Al：(62～65)的Fe₂O₃：(7～9)的ZnO：(1～3)的SiO₂：(1～3)的B₂O₃：(2～17)的Cu-Ti；

步骤2、将上述的混合粉末与聚乙烯醇液体混合均匀并加热，加热温度为82～85℃，然后进行喷雾造粒，得到低温自蔓延复合材料；

步骤3、将低温自蔓延复合材料与水玻璃进行搅拌混合，得到浆料；

步骤4、将所述浆料注入铝合金工件的圆柱形内腔中，并将铝合金工件安装在水平转台上旋转，在旋转过程中对铝合金工件进行加热，加热温度为80～100℃，使得浆料均匀固化在所述圆柱形内腔的内壁面上；

步骤5、在浆料均匀固化后，保持旋转的同时，用氧乙炔火焰烧熔固化后的浆料，使得固化后的浆料反应生成涂层。

2.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：所述氧乙炔火焰温度为300～500℃。

3.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：铝合金工件的转速为40～80rpm/s，用氧乙炔火焰烧熔时在铝合金工件外壁采用压缩空气进行同步冷却处理。

4.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：将步骤1中将石墨烯粉末与Al粉末混合均匀后于液态介质中球磨混合，球磨转速5～9rpm/s，混合时间7～10小时。

5.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤1中的Fe₂O₃粉末粒度为1～3μm，ZnO粉末粒度为1μm，SiO₂粉末粒度为1～2μm B2O3粉末粒度为1～2μm，Cu-Ti合金粉末粒度为1μm。

6.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：将上述的混合粉末与聚乙烯醇液体混合均匀并加热，加热温度为82～85℃，然后进行喷雾造粒，得到低温自蔓延复合材料；步骤2中，聚乙烯醇液体为粘结剂，混合后聚乙烯醇的质量比为5～8％。

7.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述片层结构的片层厚度为1～5nm；混合粉末的Cu和Ti的质量百分比为(92～98)：(2～8)。

8.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤3中低温自蔓延复合材料与水玻璃的质量比为(85～90)：(10～15)。

9.如权利要求1所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：所述转台为离心机，铝合金工件的转速为120～150rpm/s，离心过程中烘干处理采用加热空气，加热空气的温度为80～100℃，离心旋转时间为30～60min。

10.如权利要求7所述的一种在铝合金圆柱形内壁面生成耐磨涂层的制备方法，其特征在于：圆柱形内腔的内径为35～100mm。