[发明专利]一种高结合强度等离子喷涂打底粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高结合强度等离子喷涂打底粉末，所述等离子喷涂打底粉末，其中之含有镍、铝、碳化硅及黏结剂，其中：黏结剂重量占原料重量的1.5％‑4.0％；所述原料中按重量：碳化硅为10‑15.0％，铝为2.5‑5.0％，镍为余量。镍铝包覆均匀，有利于碳化硅涂层的沉积，包覆改性工艺新颖，可以应用于其他包覆型粉体材料的制备，改性碳化硅粉末沉积效率高，涂层性能优异，该方法制备的热喷涂用改性碳化硅粉末，具有包覆均匀，沉积效率高，采用该法制备的改性碳化硅粉末喷涂后形成的涂层致密，硬度高，耐腐蚀性好；同时该制备方法具有工艺简单、易于操作、生产成本低和产品质量好、生产量大、经济可靠、可以工业推广等优点。

技术领域

本发明属于热喷涂技术与材料加工领域，更具体地说，尤其涉及一种高结合强度等离子喷涂打底粉末。同时，本发明还涉及一种高结合强度等离子喷涂打底粉末的其制备方法。

背景技术

碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，如以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含SiC约85％)是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。

碳化硅由于化学性能稳定，高温时也不与氯、氧、硫、强酸反应，导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，价格只有碳化钨、碳化铬等硬质合金的1/10～1/30，是一种理想的硬面涂层材料。但采用等离子喷涂工艺制备碳化硅涂层时，由于等离子焰流的温度高达15000℃，而碳化硅在1800℃以上会产生升华，且高温下粉末部分分解为含碳和硅的蒸汽，难以形成涂层。目前市场上还没有一种适合等离子喷涂用的碳化硅粉末，如何充分利用碳化硅的物理化学性质制备硬面涂层是目前热喷涂材料领域研究热点之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，在碳化硅表面制备一层羰基镍粉与铝粉的复合包覆层，实现对碳化硅粉末的表面包覆改性。镍铝包覆层在等离子焰流中首先发生放热反应生成镍铝金属间化合物并形成液化保护膜，有效地避免了碳化硅的分解，而提出的一种高结合强度等离子喷涂打底粉末及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高结合强度等离子喷涂打底粉末，所述等离子喷涂打底粉末，其中之含有镍、铝、碳化硅及黏结剂，其中：黏结剂重量占原料重量的1.5％-4.0％；所述原料中按重量：碳化硅为10-15.0％，铝为2.5-5.0％，镍为余量。

优选的，所述黏结剂是PVA、PVP、PA、PE、环氧树酯、醇酸树酯或聚硅氧烷中的一种或两种及两种以上的混合物。

优选的，所述等离子喷涂打底粉末呈核壳状结构。

本发明提出一种高结合强度等离子喷涂打底粉末的制备方法，包括如下步骤：

S1、室温下将原料碳化硅、铝粉、金属镍粉投入球磨机，进行机械球磨混合20-40分钟，之后用筛网将球料分离；

S2、将球磨后的原料放入搅拌机中，同时加入为原料重量1.5-4.0％的黏结剂，并持续搅拌10-20分钟；

S3、然后将物料转入烘箱中，于40-70℃保温1-5小时烘干；(4)将烘干的物料按所需粒度过筛，制得产品。

优选的，所述原料以超细碳化硅粉、超细铝粉和金属镍粉方式加入。

优选的，所述碳化硅粒度为0.1-5微米，超细铝粉粒度为0.5-3微米，金属镍粉粒度为38-100微米。

优选的，所述等离子喷涂打底粉末，原料中按重量计：镍粉100克，超细铝粉25克，碳化硅875克。