[发明专利]一种冷喷涂技术制备耐蚀耐磨铝基非晶复合涂层的方法

说明书

一种冷喷涂技术制备耐蚀耐磨铝基非晶复合涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：配料：按照质量百分比称取Al‑Ni‑RE非晶粉末50～90wt％、陶瓷增强相材料粉末50～10wt％，将上述两种粉末置于机械混料机中混合后制得喷涂粉末；预处理：对基材表面依次进行清洗和喷砂粗化处理；冷喷涂：将上述制备的喷涂粉末装入冷喷涂设备的送粉器中，再将预处理后的基材固定在喷涂夹具上，设定冷喷涂工艺参数后，用冷喷涂工艺在基材表面制备铝基非晶复合涂层。本发明制备工艺简单合理，制备的铝基非晶复合涂层硬度高，涂层具有良好的抗蚀性，且耐磨性能大幅提高，是用于铝合金和镁合金材料表面耐腐蚀、耐磨损防护的理想选择。

技术领域

本发明属于材料表面涂层技术领域，涉及一种冷喷涂技术制备耐蚀耐磨铝基非晶复合涂层的方法。

背景技术

铝基非晶合金具有远超于传统铝合金的性能，例如低密度、高强度和优异的耐蚀性、耐磨性等一系列优点，在能源化工、海洋装备及航空航天等领域的表面耐蚀防护方面优势明显。然而铝基非晶合金室温下塑性变形能力较差，这限制了其作为整体结构材料的应用。因此，通过喷涂制备技术获得铝基非晶涂层的方法，在保证基材力学性的情况下，同时保持铝基非晶涂层优异的耐蚀耐磨性能，是铝基非晶在耐蚀耐磨防护领域应用的理想途径。

冷喷涂技术是一种新兴发展的喷涂技术，可以实现高质量金属、陶瓷及金属陶瓷的制备。在冷喷涂过程中，通过非氧化性气流束加速喷涂粒子，喷涂粒子以高的速度和动能撞击基材形成涂层。冷喷涂具有成本低、效率高、环保、可实现复合涂层及厚涂层制备等特点，与传统热喷涂相比，冷喷涂在较低的温度条件下形成涂层，因而可以避免非晶的氧化、晶化，在制备铝基非晶涂层方面具有明显的优势，同时，冷喷涂过程中气流与粒子温度较低，对基体组织结构的热影响非常小，可防止热喷涂过程中基地材料氧化等问题，保持材料原有的优异性能。

经查，现有专利申请号为CN201810952377.5的中国专利“一种铝基碳化硼复合涂层制备方法”公开了一工艺过程，其包括原料预处理、基材预处理、涂层冷喷涂和涂层后处理共四个步骤，其中涂层组分是采用简单的碳化硼粉和铝合金粉的混合粉末，并且，需要对于工件进行预热，要求100℃以上，后面还需要热处理，加热到350～500℃，会严重影响基材的性能，特别是对于镁合金材料，几乎无法应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷喷涂技术制备耐蚀耐磨铝基非晶复合涂层的方法，制备工艺简单，且制备的涂层具有优异的耐蚀耐磨性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种冷喷涂技术制备耐蚀耐磨铝基非晶复合涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)配料：以Al-Ni-RE非晶材料作为涂层的基础相，按照质量百分比称取Al-Ni-RE非晶粉末50～90wt％、陶瓷增强相材料粉末50～10wt％，将上述两种粉末置于机械混料机中混合后制得喷涂粉末；

2)预处理：对基材表面依次进行清洗和喷砂粗化处理；

3)冷喷涂：将上述制备的喷涂粉末装入冷喷涂设备的送粉器中，再将预处理后的基材固定在喷涂夹具上，设定冷喷涂工艺参数后，用冷喷涂工艺在基材表面制备铝基非晶复合涂层。

作为优选，所述的Al-Ni-RE非晶粉末中Al元素含量为82～90wt.％，Ni含量为6～10wt.％，RE为稀土元素Y和La中的一种或两种，含量为4～8wt.％，Al-Ni-RE非晶粉末为球形形貌，粉末粒径为5～30μm。

优选，所述的陶瓷增强相材料粉末为SiC、Al₂O₃、TiC、c-BN中的一种或几种，粉末粒径为5～25μm。

进一步，所述步骤2)中的基材为镁合金或铝合金材料，喷砂粗化处理的的工艺参数为：喷砂压力为0.2～0.8MPa，喷砂时间为5～15s，喷砂用砂丸目数为100～200目。