[发明专利]一种采用冷喷涂制备耐腐蚀抗磨损涂层的方法

说明书

本发明公开了一种采用冷喷涂制备耐腐蚀抗磨损涂层的方法，方法如下：步骤一、制备用于冷喷涂的铝锌合金粉末；步骤二、将步骤一中制得的铝锌合金粉末中混入一定比例的大粒径喷丸颗粒；步骤三、对基体表面进行喷砂处理以去除表面的杂质；步骤四、采用氦气作为工作气体和载气，用喷枪将步骤二中的合金粉末喷涂至喷砂处理后的基体上；步骤五、基体上的涂层干燥后，清洗涂层表面残留的喷丸颗粒。本发明通过在铝和锌喷涂粉末中混入一定比例的大粒径喷丸颗粒，因其粒径较大体积较大不会到达临界速度无法沉积，因此不会污染涂层还会起到了夯实涂层的作用，不仅得到了更加致密的铝基复合涂层，还使涂层的沉积效率、硬度有所提高。

技术领域

本发明涉及金属材料涂层技术领域，尤其涉及一种采用冷喷涂制备耐腐蚀抗磨损涂层的方法。

背景技术

冷喷涂技术是一种以压缩气体作为加速介质，基于气体动力学原理，在喷涂过程中带动喷涂粉末以极高的速度碰撞金属零部件，使粉末发生塑性变形沉积而形成涂层的新型喷涂技术。与其它涂层制备技术相比，其设备装置操作使用方便，喷涂过程中粉末颗粒加热温度低无需加热至融化态，不产生热应力，结合强度高，对金属零部件基体基本无影响。较低的工艺温度(低于喷涂材料的熔点)可以避免喷涂过程中金属粒子的氧化及晶粒长大。相对于电化学方法等，冷喷涂是一种环保的绿色涂层制备工艺。现有技术中经常在铝涂层中加入锌元素来提高涂层的致密性和防腐能力，但是最终涂层的致密性往往是由粒子在碰撞沉积过程中塑性变形量的大小来决定。因此如何进一步的能够本质提高涂层的耐磨性一直是本领域亟待解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用冷喷涂制备耐腐蚀抗磨损涂层的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用冷喷涂制备耐腐蚀抗磨损涂层的方法，方法如下：

步骤一、制备用于冷喷涂的铝锌合金粉末；

步骤二、将步骤一中制得的铝锌合金粉末中混入一定比例的大粒径喷丸颗粒；

步骤三、对基体表面进行喷砂处理以去除表面的杂质；

步骤四、采用氦气作为工作气体和载气，用喷枪将步骤二中的合金粉末喷涂至喷砂处理后的基体上；

步骤五、基体上的涂层干燥后，清洗涂层表面残留的喷丸颗粒。

优选的，铝锌合金粉末由超音速雾化法制得，其平均粒径为3～8μm，喷丸颗粒的平均粒径为50μm。

优选的，步骤三中对基体表面喷砂时，采用铁硅酸盐粒子对基体表面进行喷砂处理，喷砂方向与基体之间夹角保持在45°，然后用丙酮清洗基体表面，自然干燥。

优选的，步骤四中使用喷枪冷喷涂时，工作气体的温度保持在270～310℃，压力为0.35MPa，载气的温度为室温，压力为1.04MPa；喷枪的出口到基体表面的距离为8～16mm，喷枪喷射方向与基体之间夹角保持在90°，并且相对移动速度为1～3mm/s。

优选的，步骤四中冷喷涂作业在喷涂装置上完成，喷涂装置包括有可沿基体表面进行移动的喷枪，喷枪的两侧分别设置有清扫机构。

优选的，清扫机构包括有对称的铰接于喷枪两侧的第一安装架和第二安装架，第二安装架设置于清扫机构沿基体表面前进方向的一侧，固定框和第二安装架均通过铰接杆与喷枪的顶端铰接，喷枪的圆周面上位于铰接杆的下方还铰接有电动伸缩杆，电动伸缩杆的活动端分别与第一安装架、第二安装架相连，第二安装架上转动安装有第二清扫辊，第二清扫辊的圆周面上均匀的分布有呈棒状结构的毛刷条，第一安装架上转动安装有第一清扫辊，第一清扫辊的圆周面上裹有清扫棉。