[发明专利]一种硼化物金属陶瓷涂层材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种硼化物金属陶瓷涂层材料及制备方法。本发明中使用离心喷雾干燥的方法制备硼化物金属陶瓷粉末，粉末包括TiB₂粉末、Ni粉末和Cr粉末三种组分，TiB₂粉末占总质量的60％～80％，NiCr粉末占总质量20％～40％。通过真空热处理的方式使粉末具有一定结合强度，使用高速火焰喷涂(HVOF)在金属基材表面喷涂本发明的硼化物金属陶瓷粉末。采用以上技术方案制备的涂层组织致密，硼化物分布均匀，涂层具有典型的层状结构，涂层具有优良的力学性能。进一步提高金属基材的摩擦学性能和抗高温氧化性能。

主权项

1.一种硼化物金属陶瓷涂层材料的制备方法，其特征在于：包括使用离心喷雾干燥并热处理的方法制备硼化物金属陶瓷涂层材料和使用火焰喷涂系统制备涂层；具体为：选市售纯度为99.6％以上微米级TiB2、Ni、Cr粉末，粉末中TiB2粉、Ni粉和Cr粉重量比为60wt.％：32wt.％：8wt.％，有机分散剂PAANH4的质量为混合粉末质量的0.8％～1.2％，有机粘结剂聚乙二醇的质量为混合粉末质量的15％～20％；采用以下步骤制备粉末：(1)将以上物料投入到去离子水中，将混合溶液加入到行星式球磨机中以200r/min低速混料，混料时间为10小时，配置成料浆；(2)使用离心喷雾干燥法制备团聚球形粉末；喷雾干燥塔入口温度为180℃，出口温度为90℃，离心喷雾盘旋转速度为20000r/min，进料速度为0.4mL/s进行恒温恒速喷雾干燥，造粉结束后收集集分罐中的粉末；(3)对团聚烧结粉末进行真空热处理；将团聚粉末放入真空管式炉中，对刚玉炉管抽真空至10‑2torr，设定升温速率为5℃/min，在400℃保温1小时，在1230℃保温1小时，随后降温到400℃开始炉冷降温，在炉温低于50℃时取出刚玉坩埚，在空气中进行筛分，保留325目至500目筛分物；喷涂所用基材为低碳钢，喷涂前对基材表面进行除锈除油以及喷砂预处理；喷涂设备为英国TAFA公司生产的JP‑5000型超音速火焰喷涂系统，其工作时喷涂工艺参数为：喷涂距离380mm，氧气流量893L/min，煤油流量28.4L/h，N2流量10.3L/min，送粉速率为40g/min；喷涂厚度控制在0.25～0.4mm。