一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬陶瓷涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來陶瓷涂層材料是受到廣泛關(guān)注的陶瓷材料，傳統(tǒng)的陶瓷材料具有較大的脆性，不利于陶瓷材料的進一步加工，也導(dǎo)致陶瓷材料在諸多領(lǐng)域的性能略顯不足。金屬陶瓷涂層是一種既有金屬良好的強韌性，又有陶瓷的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)點的復(fù)合涂層。因此，金屬陶瓷涂層在航空、航天等許多領(lǐng)域中獲得重要的應(yīng)用，諸如承受高速、高溫燃?xì)鉀_刷等復(fù)雜、惡劣工況條件的火箭發(fā)動機部件，通過涂覆金屬陶瓷涂層可獲得有效防護。現(xiàn)有技術(shù)中制備的金屬陶瓷涂層在實際應(yīng)用中存在功能單一成本高、韌性小、強度低、適涂性差等諸多缺陷，限制了金屬陶瓷涂層的使用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域，不利于企業(yè)節(jié)能綠色發(fā)展的目標(biāo)的實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層，其特征在于，由下列重量份的原料制成:納米二氧化鈰
13.4-17.2、鎳粉31-45、二氧化錳16-18、氧化釤12-14、鐵粉15-22、硫酸錳5_8、甲基纖維素4.2-6.4、石霄粉10-15、氣碳乳液14-18、大蒜油7-10、瀝青9-11、適量水。
[0005]所述的一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將納米二氧化鈰于625-755°C高溫處理30-50分鐘，迅速經(jīng)液氮冷卻至室溫，加入硫酸錳超聲波震蕩20-40分鐘，加入氟碳乳液攪拌混勻，常溫下攪拌5-8h，噴霧干燥；
(2)將氧化釤加入到球磨機中，噴入霧狀的大蒜油拌勻，加入甲基纖維素及適量水，在常溫下，進行球磨、混合、打散、烘干制得改性氧化釤；
(3)將改性氧化釤、二氧化錳經(jīng)1480-1600°C高溫煅燒2_3小時，冷卻加入瀝青研磨至200-300 目；
(4)將步驟(1)、(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，加入鎳粉、鐵粉于1100-1200°C高溫煅燒3_6小時，冷卻至室溫，放入球磨機中加入其它剩余成分研磨1-2小時，加入適量水調(diào)制成料漿，涂覆在干燥后的樣品表面上，自然干燥24h，然后120°C干燥12h，最后1050°C燒制5min即可。
[0006]本發(fā)明有以下有益效果:本發(fā)明選用金屬鎳為金屬基，采用二氧化錳、氧化釤等難熔物作為陶瓷相制得的陶瓷涂層涂覆在基體金屬表面上，基體金屬中的合金元素會向界面處擴散，與涂層中的N1等物質(zhì)發(fā)生:N1 + M — MO + Ni等界面反應(yīng)，還原沉淀的活性鎳原子與基體金屬M形成Ni — M金屬鍵，從而提高了金屬陶瓷涂層與基體金屬的密著性，而稀土納米二氧化鈰由于活性高能加強其對吸附分子間的原子軌道交互作用，對這些反應(yīng)起到了促進作用，能較快地建立密著，添加的鐵粉與鎳粉結(jié)合可增強涂層的滲透性，本發(fā)明涂層具備抗氧化、耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)點，制備方法簡單，可以大幅度降低生產(chǎn)成本，一定程度解決實際工況下硬質(zhì)合金部件氧化、腐蝕、磨損等失效問題。
【具體實施方式】
[0007]所述的一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層，其特征在于，由下列重量份的原料制成:納米二氧化鈰16.2、鎳粉39、二氧化錳17、氧化釤13、鐵粉17、硫酸錳7、甲基纖維素4.6、石膏粉12、氟碳乳液16、大蒜油10、瀝青9、適量水。
[0008]制作方法包括以下步驟:
(1)將納米二氧化鈰于625-755°C高溫處理30-50分鐘，迅速經(jīng)液氮冷卻至室溫，加入硫酸錳超聲波震蕩20-40分鐘，加入氟碳乳液攪拌混勻，常溫下攪拌5-8h，噴霧干燥；
(2)將氧化釤加入到球磨機中，噴入霧狀的大蒜油拌勻，加入甲基纖維素及適量水，在常溫下，進行球磨、混合、打散、烘干制得改性氧化釤；
(3)將改性氧化釤、二氧化錳經(jīng)1480-1600°C高溫煅燒2_3小時，冷卻加入瀝青研磨至200-300 目；
(4)將步驟(1)、(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，加入鎳粉、鐵粉于1100-1200°C高溫煅燒3_6小時，冷卻至室溫，放入球磨機中加入其它剩余成分研磨1-2小時，加入適量水調(diào)制成料漿，涂覆在干燥后的樣品表面上，自然干燥24h，然后120°C干燥12h，最后1050°C燒制5min即可。
[0009]使用本發(fā)明生產(chǎn)的金屬鎳陶瓷涂層的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下:
(1)抗氧化、耐腐蝕、附著性好；
(2)抗冷熱循環(huán)(室溫-900°C)能力良好；
(3)軟化起始溫度提高了18.1°C。
【主權(quán)項】
1.一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層，其特征在于，由下列重量份的原料制成:納米二氧化鈰13.4-17.2、鎳粉31-45、二氧化錳16-18、氧化釤12-14、鐵粉15-22、硫酸錳5_8、甲基纖維素4.2-6.4、石霄粉10-15、氣碳乳液14-18、大蒜油7-10、瀝青9-11、適量水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將納米二氧化鈰于625-755°C高溫處理30-50分鐘，迅速經(jīng)液氮冷卻至室溫，加入硫酸錳超聲波震蕩20-40分鐘，加入氟碳乳液攪拌混勻，常溫下攪拌5-8h，噴霧干燥； (2)將氧化釤加入到球磨機中，噴入霧狀的大蒜油拌勻，加入甲基纖維素及適量水，在常溫下，進行球磨、混合、打散、烘干制得改性氧化釤； (3)將改性氧化釤、二氧化錳經(jīng)1480-1600°C高溫煅燒2_3小時，冷卻加入瀝青研磨至200-300 目； (4)將步驟(1)、(3)反應(yīng)物料攪拌混勻，加入鎳粉、鐵粉于1100-1200°C高溫煅燒3_6小時，冷卻至室溫，放入球磨機中加入其它剩余成分研磨1-2小時，加入適量水調(diào)制成料漿，涂覆在干燥后的樣品表面上，自然干燥24h，然后120°C干燥12h，最后1050°C燒制5min即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗氧化金屬鎳陶瓷涂層，選用金屬鎳為金屬基，采用二氧化錳、氧化釤等難熔物作為陶瓷相制得的陶瓷涂層涂覆在基體金屬表面上，基體金屬中的合金元素會向界面處擴散，與涂層中的NiO等物質(zhì)發(fā)生：NiO＋M→MO＋Ni等界面反應(yīng)，還原沉淀的活性鎳原子與基體金屬M形成Ni－M金屬鍵，從而提高了金屬陶瓷涂層與基體金屬的密著性，而稀土納米二氧化鈰由于活性高能加強其對吸附分子間的原子軌道交互作用，對這些反應(yīng)起到了促進作用，添加的鐵粉與鎳粉結(jié)合可增強涂層的滲透性，本發(fā)明涂層具備抗氧化、耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)點，一定程度解決實際工況下硬質(zhì)合金部件氧化、腐蝕、磨損等失效問題。
【IPC分類】C23C4/06
【公開號】CN105063536
【申請?zhí)枴緾N201510450783
【發(fā)明人】沈澤文, 沈云翔, 黃帥
【申請人】安徽普源分離機械制造有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月29日