本發(fā)明涉及一種對磨損、腐蝕表面進行自敏發(fā)光在線監(jiān)測技術，具體是摻雜氧化釔熒光粒子功能指示高鋁青銅涂層的制備方法。
背景技術：
磨損檢測是評估材料磨損程度的重要方式，常用的磨損檢測技術有聲發(fā)射、光熱輻射、測功、振動、鐵譜技術等，由于這些檢測技術均通過研制先進傳感器等設備方式實現(xiàn)磨損評估，成本高且需要豐富生產數(shù)據(jù)，不易推廣。
利用一種發(fā)光涂層對磨損、腐蝕表面進行在線監(jiān)測將大大降低對傳感器等部件的要求、簡化操作工序。即將發(fā)光粒子并入耐磨蝕功能層，在光激發(fā)作用下發(fā)出持續(xù)可見光，可用熒光檢測設備準確評估涂層磨蝕情況。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種氧化釔光激發(fā)協(xié)同細晶強化高鋁青銅指示涂層的制備方法。此方法具有成分控制精度高，工藝穩(wěn)定性和重復性較強，可實現(xiàn)耐磨細晶高鋁青銅涂層的低成本健康檢測。
一種氧化釔光激發(fā)協(xié)同細晶強化高鋁青銅指示涂層的制備方法，包括下述步驟：
1)用超聲波清洗鋼基體表面，對洗凈后的基體噴焊面進行粗糙化處理；
2)將處理后的基體裝入熱處理爐中預熱至260℃～300℃；
3)將高鋁青銅粉末、氧化釔粉末按質量百分比(99.4～99.8)：(0.2～0.6)稱量，在攪拌球磨機中進行機械合金化；
4)干燥步驟3)所得粉末裝入焊槍，用等離子噴焊機在步驟2)所得鋼基體上制備高鋁青銅指示涂層。
步驟1)采用噴酸技術進行粗糙化處理，設備為半自動噴酸機，噴口直徑0.5mm，噴酸量20ml/min，酸液組分：硝酸27ml、氫氟酸62ml、蒸餾水270ml。
步驟2)鋼基體預熱的加熱速率10℃/分。
步驟3)攪拌球磨機中，轉子轉速為290轉/分，磨球為3mmzro2球，球磨時間25小時，球磨介質為無水乙醇，按質量比，料：球：無水乙醇＝1：18：0.2。
步驟4)的干燥工藝設備采用高速離心噴霧干燥機，離心噴霧頭轉速18000轉/分，噴霧盤直徑100mm，入口溫度200℃。
步驟4)的噴焊過程，轉移弧電流為165～175a，工作電壓25.4～26v，送粉量17～21g/min，焊槍至工件距離8～11mm。
所述的鋼基體為45#鋼。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下特點和優(yōu)勢：
在制備氧化釔光激發(fā)協(xié)同細晶強化高鋁青銅指示涂層過程中，本發(fā)明完全改變了已有方法中單純采用高鋁青銅作為涂層材料的思路，而是采用一種具有熒光激發(fā)特性氧化釔粉末作為晶粒抑制劑，并研究高鋁青銅/氧化釔粉末配比、球磨工藝參數(shù)、噴焊層厚度和涂層光激發(fā)特性的關系，即：對于細晶高鋁青銅涂層，光激發(fā)特性良好條件下保持較高耐磨性能的最佳高鋁青銅/氧化釔粉末配比、球磨工藝參數(shù)和噴焊層厚度。氧化釔粒子具有光激發(fā)及細化晶粒特性，可用于熒光材料及晶粒抑制劑，其化學惰性使氧化釔在高溫下不易與金屬等物質發(fā)生反應，保持良好的抑制晶粒長大及熒光激發(fā)特征，是一種優(yōu)良的指示功能相。此方法具有成分控制精度高，工藝穩(wěn)定性和重復性較強，可實現(xiàn)耐磨細晶高鋁青銅涂層的低成本健康檢測。
進一步，用機械合金化方法可將氧化釔固溶到高鋁青銅晶格，抑制噴焊層高溫引起的晶粒長大；且機械合金化可使納米粒度氧化釔高度分散，避免因高溫團聚造成的熒光特性損傷。
具體實施方式
以下對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
一種氧化釔光激發(fā)協(xié)同細晶強化高鋁青銅指示涂層的制備方法，包括下述步驟：
(1)用超聲波清洗45#鋼基體表面，采用半自動噴酸機對洗凈后的基體噴焊面進行粗糙化處理，噴口直徑0.5mm，噴酸量20ml/min，酸液組分：硝酸27ml、氫氟酸62ml、蒸餾水270ml。
(2)將處理后的基體裝入熱處理爐中預熱至260℃～300℃，預熱的加熱速率10℃/分；
(3)將高鋁青銅粉末、氧化釔粉末按質量百分比99.4～99.8：0.2～0.6稱量，在攪拌球磨機中進行機械合金化，轉子轉速為290轉/分，磨球為3mmzro2球，球磨時間25小時，球磨介質為無水乙醇，料：球：無水乙醇＝1：18：0.2；
(4)用高速離心噴霧干燥機干燥步驟3)所得粉末，離心噴霧頭轉速18000轉/分，噴霧盤直徑100mm，入口溫度200℃；將粉末裝入焊槍，用等離子噴焊機在預熱45#鋼基體上制備高鋁青銅復合涂層，其中噴焊機轉移弧電流為165～175a，工作電壓25.4～26v，送粉量17～21g/min，焊槍至工件距離8～11mm。
以下結合具體實施例制備氧化釔光激發(fā)協(xié)同細晶強化高鋁青銅指示涂層，并檢測對應的晶粒度和余輝強度。
實施例1
(1)用超聲波清洗45#鋼基體表面，采用半自動噴酸機對洗凈后的45#鋼基體噴焊面進行粗糙化處理，噴口直徑0.5mm，噴酸量20ml/min，酸液組分：硝酸27ml、氫氟酸62ml、蒸餾水270ml；
(2)將處理后的基體裝入熱處理爐中預熱至270℃，預熱的加熱速率10℃/分；
(3)將高鋁青銅粉末、氧化釔粉末按質量百分比99.4：0.6稱量，在攪拌球磨機中進行機械合金化，轉子轉速為290轉/分，磨球為3mmzro2球，球磨時間25小時，球磨介質為無水乙醇，按質量比，料：球：無水乙醇＝1：18：0.2；
(4)用高速離心噴霧干燥機干燥粉末，離心噴霧頭轉速18000轉/分，噴霧盤直徑100mm，入口溫度200℃；將粉末裝入焊槍，用等離子噴焊機在預熱45#鋼基體上制備高鋁青銅復合涂層，其中噴焊機轉移弧電流為175a，工作電壓25.5v，送粉量19g/min，焊槍至工件距離10mm。
實施例2
(1)用超聲波清洗45#鋼基體表面，采用半自動噴酸機對洗凈后的45#鋼基體噴焊面進行粗糙化處理，噴口直徑0.5mm，噴酸量20ml/min，酸液組分：硝酸27ml、氫氟酸62ml、蒸餾水270ml；
(2)將處理后的基體裝入熱處理爐中預熱至290℃，預熱的加熱速率10℃/分；
(3)將高鋁青銅粉末、氧化釔粉末按質量百分比99.6：0.4稱量，在攪拌球磨機中進行機械合金化，轉子轉速為290轉/分，磨球為3mmzro2球，球磨時間25小時，球磨介質為無水乙醇，按質量比，料：球：無水乙醇＝1：18：0.2；
(4)用高速離心噴霧干燥機干燥粉末，離心噴霧頭轉速18000轉/分，噴霧盤直徑100mm，入口溫度200℃；將粉末裝入焊槍，用等離子噴焊機在預熱45#鋼基體上制備高鋁青銅復合涂層，其中噴焊機轉移弧電流為175a，工作電壓26v，送粉量21g/min，焊槍至工件距離11mm。
實施例3
(1)用超聲波清洗45#鋼基體表面，采用半自動噴酸機對洗凈后的45#鋼基體噴焊面進行粗糙化處理，噴口直徑0.5mm，噴酸量20ml/min，酸液組分：硝酸27ml、氫氟酸62ml、蒸餾水270ml；
(2)將處理后的基體裝入熱處理爐中預熱至260℃，預熱的加熱速率10℃/分；
(3)將高鋁青銅粉末、氧化釔粉末按質量百分比99.5：0.5稱量，在攪拌球磨機中進行機械合金化，轉子轉速為290轉/分，磨球為3mmzro2球，球磨時間25小時，球磨介質為無水乙醇，按質量比，料：球：無水乙醇＝1：18：0.2；
(4)用高速離心噴霧干燥機干燥粉末，離心噴霧頭轉速18000轉/分，噴霧盤直徑100mm，入口溫度200℃；將粉末裝入焊槍，用等離子噴焊機在預熱45#鋼基體上制備高鋁青銅復合涂層，其中噴焊機轉移弧電流為170a，工作電壓25.4v，送粉量17g/min，焊槍至工件距離8mm。
實施例4
(1)用超聲波清洗45#鋼基體表面，采用半自動噴酸機對洗凈后的45#鋼基體噴焊面進行粗糙化處理，噴口直徑0.5mm，噴酸量20ml/min，酸液組分：硝酸27ml、氫氟酸62ml、蒸餾水270ml；
(2)將處理后的基體裝入熱處理爐中預熱至280℃，預熱的加熱速率10℃/分；
(3)將高鋁青銅粉末、氧化釔粉末按質量百分比99.8：0.2稱量，在攪拌球磨機中進行機械合金化，轉子轉速為290轉/分，磨球為3mmzro2球，球磨時間25小時，球磨介質為無水乙醇，按質量比，料：球：無水乙醇＝1：18：0.2；
(4)用高速離心噴霧干燥機干燥粉末，離心噴霧頭轉速18000轉/分，噴霧盤直徑100mm，入口溫度200℃；將粉末裝入焊槍，用等離子噴焊機在預熱45#鋼基體上制備高鋁青銅復合涂層，其中噴焊機轉移弧電流為175a，工作電壓26v，送粉量21g/min，焊槍至工件距離11mm。
表1為不同實施例制備氧化釔光激發(fā)協(xié)同細晶強化高鋁青銅指示涂層的性能參數(shù)。
表1
從上表可以得出，本發(fā)明制備的氧化釔光激發(fā)協(xié)同細晶強化高鋁青銅指示涂層，平均晶粒尺寸65μm左右，發(fā)光強度大于2500a.u.。
實施例5
(1)用超聲波清洗45#鋼基體表面，采用半自動噴酸機對洗凈后的45#鋼基體噴焊面進行粗糙化處理，噴口直徑0.5mm，噴酸量20ml/min，酸液組分：硝酸27ml、氫氟酸62ml、蒸餾水270ml；
(2)將處理后的基體裝入熱處理爐中預熱至300℃，預熱的加熱速率10℃/分；
(3)將高鋁青銅粉末、氧化釔粉末按質量百分比99.5：0.5稱量，在攪拌球磨機中進行機械合金化，轉子轉速為290轉/分，磨球為3mmzro2球，球磨時間25小時，球磨介質為無水乙醇，按質量比，料：球：無水乙醇＝1：18：0.2；
(4)用高速離心噴霧干燥機干燥粉末，離心噴霧頭轉速18000轉/分，噴霧盤直徑100mm，入口溫度200℃；將粉末裝入焊槍，用等離子噴焊機在預熱45#鋼基體上制備高鋁青銅復合涂層，其中噴焊機轉移弧電流為165a，工作電壓25.4v，送粉量17g/min，焊槍至工件距離8mm。