[发明专利]一种热喷涂封严粉体及制备方法

说明书

本发明涉及一种热喷涂封严粉体的制备方法，使用常规的氮化硼粉体、铝及铝合金粉体和添加剂，经过简单的混合后，通过简单的粉体喷射和冷冻干燥工艺，制备出成分均匀、致密度高、流动性好、粒度范围为较宽,满足热喷涂设备使用的粉末。喷涂制备出的封严涂层，可有效提高部件耐磨、耐冲蚀、热稳定等性能，进而提升部件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种热喷涂封严粉体的制备方法，本方法使用的设备和工艺简单、可以大批量的制备出用于热喷涂的铝合金与氮化硼的复合封严粉体，进而通过等离子喷涂等工艺，得到性能优异的封严涂层。

背景技术

封严涂层是涂覆在航空发动机气流通道的间隙部分的涂层，改善旋转部件与固定部件之间的密封性。既可以减小耗油量、提高效率，又可以提高发动机的抗喘振能力，从而改善飞行安全性，已经在航空领域得到广泛应用。

理想的封严涂层要求热稳定性强、摩擦系数小、抗氧化性强，用于封严时，才能在保持最小间隙的同时有效阻止刮擦损伤，达到良好的封严效果。封严涂层大多选用复合材料，主要成分是金属相、非金属相和孔隙。其中金属相具有可喷涂性、结合强度、抗冲蚀性等性能。非金属相提供减磨、抗黏着和自润滑性能。

目前制备封严复合粉末的制备方法很多，基本方法是将金属颗粒和润滑相,相互混合研磨，之后在适当温度、适当气氛下进行烧结，最后经过洗涤、干燥等工艺步骤得到,得到性能均匀的复合粉末。

常见金属颗粒为铝、镍、铜及其合金，润滑相为六方氮化硼、石墨、聚苯酯、膨润土、硅藻土等等。由于成分彼此之间并不兼容，很多时候需要加入活性剂或通过调整酸碱度，进行表面改性，才能获得有利于下一步操作的前驱体。使用的原料多样、工艺过程复杂、后期难以处理，甚至造成环境污染。

混合研磨不仅是简单的混合步骤，对粉体微观形起着重要的作用，直接影响涂层的热稳定性与封严性能。因此对混合的设备要求较高，对混合、研磨的时间、转速等参数要求很高。为了保证粉体的性能，难以大批量的生产。

粉体烧结时，常用的设备为烧结炉、反应釜等等，设备的门槛高。多数需要通入氢气、氮气等保护气体，维持压力，促进反应。对温度的要求也十分严格，这必然造成了生产效率的降低、成本的提高，不利于大规模的生产。

因此，通过简单的方法、高效率、大批量地制备出铝合金与氮化硼复合粉体，提高粉体产率，降低生产成本，是目前制备封严涂层的关键。

发明内容

针对以上问题，目前铝合金与氮化硼的复合封严粉体制备过程中方法复杂、设备昂贵、产量受限等问题，本发明的目的是通过简化生产工艺，降低生产设备的门槛，使用简单的方法制备出可用于热喷涂的铝合金与氮化硼的复合封严粉体。

本发明的技术方案是通过下列途径实现的：包括如下步骤，

步骤1：选取粉体备用，所述粉体由铝合金粉体与氮化硼按照质量比1/4-4/1混合制得；

步骤2：配备溶剂备用，所述溶剂包括粘结剂与分散剂，分为溶剂A或者溶剂B；所述溶剂A，采用水溶液，按质量比为25-30％加入粘结剂，按质量比50-100％加入分散剂，制得；所述溶剂B，采用分散剂作为溶液，按质量比为100-500％加入分散剂,按质量比为25-50％加入粘结剂，制得；

步骤3：将粉体与溶剂按照质量比1：1-5混合形成混合料，再加入磨球，所述粉体与磨球比为1：1-2，球磨0.5h至4h形成粉体浆料；

步骤4：将粉体浆料喷射过筛收集成物料，冷冻干燥，将得到的干燥粉体放入标准振筛机中进行筛分，筛网范围在40-80目。

进一步的，所述的铝合金粉体与氮化硼的粒度在5-150μm范围内。

进一步的，粘结剂选用陶瓷粘结剂，具体为水玻璃或硅溶胶；所述分散剂可选用叔丁醇或莰烯。