[发明专利]一种镍铝合金-纳米陶瓷复合涂层的制备方法以及制备具有复合涂层的螺杆转子的方法

说明书

本发明涉及真空泵用螺杆转子的一种镍铝合金‑纳米陶瓷复合涂层的制备方法，包括将镍铝复合粉末在200℃下热处理保温2小时，然后置于热喷涂系统中，控制喷涂距离80mm～100mm，涂层厚度0.015～0.020mm。然后将纳米陶瓷涂料喷涂在镍铝合金层表面，将制备好的复合涂层置于鼓风干燥箱内，温度150℃，保温时间10～12小时，使涂层完全固化，在螺杆转子表面制得镍铝合金+纳米陶瓷复合涂层。本发明方法所得的复合涂层与基体具有良好的结合力，制备的复合涂层具有高硬度、高耐磨、良好的抗腐蚀性，可延长设备的使用寿命3倍以上，此类真空泵螺杆转子适合不同环境下应用。

技术领域

本发明涉及真空泵用螺杆转子一种复合涂层的制备方法，尤其涉及一种 热喷涂制备镍铝合金涂层，再喷涂纳米陶瓷复合涂层的制备方法，属于表面 工程处理技术领域。

背景技术

螺杆转子作为真空泵关键零部件，由于其结构复杂，一般采用易于异形 加工、价格低的球墨铸铁。真空泵由于其应用的领域众多，尤其化工、制药 行业，螺杆转子需在较为恶劣的环境中工作，因此螺杆转子的耐腐蚀性能要 求很高，作为原材料的球磨铸铁，耐蚀性很差。由于无机非金属的耐蚀性远 远高于金属材料，因此采用涂覆非金属涂层来解决问题。但非金属涂层由于 于基体的结合力较差，而且一般脆性较高，易于破碎脱落。

热喷涂作为一种新的涂层制备技术近年来得到了广泛关注，就是利用某 种热源，如电弧、等离子弧、燃烧火焰等将粉末状或丝状的金属和非金属涂 层材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流本身的动力或外加的高速气 流雾化并以一定的速度喷射到经过预处理的基体材料表面，与基体材料结合 而形成具有各种功能的表面覆盖涂层的一种技术。获得涂层致密，孔隙率 低，、硬度高，与基体形成冶金结合，有极佳的结合力。

无机纳米陶瓷涂料一种非金属胶凝材料，在工件表面经过一系列的化 学反应，达到陶瓷的结合强度和硬度，具有较高的机械强度和刚度。而且环 境相容性好，可以耐高温、耐酸碱等优点，可获得高耐蚀以及高耐磨性能的 涂层。

发明内容

本发明提出一种螺杆转子表面耐腐蚀涂层的设计方法以及制备工艺， 在螺杆表面采用热喷涂制备镍铝合金镀层，然后喷涂纳米陶瓷复合涂层，可 极大的提高螺杆转子的硬度和耐腐蚀性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种镍铝合金-纳米陶瓷复合涂层的制备方法，包括如下步骤：

1)将镍铝合金粉末置于马弗炉中200℃保温2小时；

2)将1)得到的合金粉末置于热喷涂系统中，在被涂敷物表面制备镍铝 涂层作为中间层；

3)将制备好的纳米陶瓷涂料喷涂在步骤2)得到的转子表面，然后将复 合涂层置于加热设备中，控制温度150℃，时间10～12小时，涂层固化后得 到镍铝合金+纳米陶瓷复合涂层，反复操作，使复合涂层厚度达到 100～200um。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤1)中所述的镍铝合金粉末，镍含量为90～95％，其余为 铝，粒径50～100um，形状为球状或不规则的颗粒状。

进一步，步骤2)中所述的热喷涂的条件为加热温度为800～900℃，喷 涂距离80mm～100mm。

进一步，步骤3)中所述的纳米陶瓷涂料为溶胶-凝胶技术(Sol-Gel)合 成的无机纳米涂料，以无机纳米分散液为核心材料，再加入纳米/微米陶瓷粉 体后，调配而成。所述纳米/微米陶瓷粉体为二氧化硅和三氧化二铝粉末，重 量比为1：10～15，粒径0.02～3微米，所得涂层厚度20～50um。

进一步，步骤3)中所述的加热设备为鼓风干燥箱，待第一次涂层表干 后进行第二次喷涂。