一種電弧噴涂絲材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可應用于耐高溫、耐腐蝕涂層的電弧噴涂絲材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐高溫、耐腐蝕、防滑涂層被廣泛應用于航空母艦、大型驅(qū)逐艦等軍艦主甲板、運載火箭發(fā)射平臺，飛機起降跑道等部位，兼具耐高溫、抗沖擊、防滑等優(yōu)異的機械性能，同時能抵抗溶劑、油、脂、海水等介質(zhì)的腐蝕。目前國內(nèi)應用較多的防滑涂層材料體系為樹脂基防滑涂層體系，該涂層體系存在耐磨性較差、抗腐蝕性能差、結(jié)合強度低、壽命短等不足，而對于金屬基陶瓷復合涂層噴涂材料的研宄較少。在耐高溫沖刷、防腐蝕涂層材料研制方面，國外經(jīng)歷了逐步從有機材料、金屬Al、Ni/Al合金到目前已經(jīng)成熟應用的金屬陶瓷復合涂層材料體系的過程。美國近幾年致力于耐高溫、防腐蝕、耐磨損等多功能一體化的防護涂層應用研宄，已經(jīng)實現(xiàn)了火箭發(fā)射平臺、發(fā)動機外表面、艦船甲板等關(guān)鍵部位的防護涂層應用，如近期關(guān)于F-35B新型戰(zhàn)斗機的“短距起飛、垂直降落”狀態(tài)進行了多次(常態(tài)、夜間)試驗，這均依賴于其良好的金屬陶瓷復合一體化防護涂層體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有防護需求的不足，提出一種可應用于耐高溫、耐腐蝕涂層的電弧噴涂絲材及其制備方法，通過這種電弧噴涂絲材噴涂制備的涂層組織結(jié)構(gòu)致密均勻、結(jié)合強度高、摩擦系數(shù)高，能夠有效提高金屬基體表面的耐磨防滑性能。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0005]本發(fā)明的一種電弧噴涂絲材的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn):
[0006]步驟一:將鋁帶彎折為“U型”中空結(jié)構(gòu)，“U型”結(jié)構(gòu)的下部和外壁封閉，上部開口，用于作為電弧噴涂絲材的表皮；
[0007]步驟二:分別選取微米級Al2O3粉料和納米級Al 203粉料以及微米級SiC粉末，并混合均勻，制備出粉芯材料；
[0008]步驟三:將步驟二的粉芯材料均勻注入步驟一的“U型”鋁帶的內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，再將“U型” 口封閉，對封閉后的產(chǎn)品施加壓力，使得鋁帶緊密包裹粉芯，并使整個產(chǎn)品呈圓形結(jié)構(gòu)，然后將包覆粉芯的鋁帶拉拔為的噴涂絲材；
[0009]所述微米級Al2O3粉料的粒徑范圍為I?200 μ m，所述納米級Al 203粉料的粒徑范圍為500?990nm，所述微米級SiC的粉料的粒徑范圍為I?10 μ m。
[0010]所述粉芯材料中微米級粒徑的Al2O3粉料的質(zhì)量含量為97%?99%，所述納米級Al2O3粉料的質(zhì)量含量為0.8?2%，所述微米級SiC的粉料的質(zhì)量含量為0.2?1%。
[0011]所述鋁帶的寬度為10-20mm、厚度為0.5-1.5mm ;拉拔后噴涂絲材的外徑為3mm±0.1mm0
[0012]一種通過以上方法制備的電弧噴涂絲材，所述電弧噴涂絲材包括鋁制外殼以
[0013]及粉芯，所述鋁制外殼緊密包裹粉芯；所述粉芯包括微米級Al2O3粉料、納
[0014]米級Al2O3粉料以及微米級SiC的粉料；所述粉芯填充比例(粉芯質(zhì)量占絲
[0015]材總質(zhì)量比例)28%?40%，該范圍內(nèi)粉芯填充比例可控，誤差±1.5%。
[0016]所述粉芯材料中微米級Al2O3粉料的質(zhì)量含量為97 %?99 %，所述納米級Al 203粉料的質(zhì)量含量為0.8?2%，所述微米級SiC的粉料的質(zhì)量含量為0.2?1%。
[0017]所述微米級Al2O3粉料的粒徑范圍為I?200 μ m，所述納米級Al 203粉料的粒徑范圍為500?990nm，所述微米級SiC的粉料的粒徑范圍為I?10 μ m。
[0018]所述電弧噴涂絲材成品外徑為3mm±0.1mm。
[0019]一種噴涂方法，其特征在于:通過以下步驟實現(xiàn):
[0020]步驟一:將所述電弧噴涂絲材裝入電弧噴涂設(shè)備送絲機構(gòu)當中待噴涂，噴涂基體選用鋁基體，噴涂前對基體噴涂部位吹砂處理；
[0021]步驟二:調(diào)整噴涂工藝參數(shù)對基體進行噴涂制備出AVAl2O3涂層，其中，噴涂電壓36?42V，噴涂電流300?400A，霧化空氣壓力0.4?0.6MPa，噴涂距離170?200mm，涂層厚度0.2?0.3 μ m。
[0022]吹砂選用24目棕剛玉，壓縮空氣壓力0.5MPa ;所述鋁基體的規(guī)格為Φ40X50mm。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0024](I)本發(fā)明通過選用微米級粒徑的Al2O3粉料和納米級粒徑的Al 203粉料以及微米級的SiC粉末，并混合均勻，制備出粉芯材料，通過噴涂設(shè)備進行噴涂后，抗拉結(jié)合強度達到21.2MPa，鹽霧腐蝕240h后，涂層完好，無鼓泡失效現(xiàn)象，能夠較好的滿足應用要求。
[0025](2)本發(fā)明可以通過調(diào)整微米級粒徑的Al2O3粉料和納米級粒徑的Al 203粉料以及微米級的SiC粉末的含量比例，可獲得抗拉強度不同的產(chǎn)品，滿足不同使用要求。
[0026](3)本發(fā)明通過調(diào)整噴涂參數(shù)制備出性能良好的AVAl2O3涂層，其中，噴涂電壓36?42V，噴涂電流300?400A，霧化空氣壓力0.4?0.6MPa，噴涂距離170?200mm，涂層厚度0.2?0.3 μ m，按照這些參數(shù)對本發(fā)明的噴涂絲材進行噴涂，可獲得性能良好的噴涂
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【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例1中制備的AVAl2O3粉芯絲材截面的掃描電鏡照片(放大倍數(shù)5O倍)；
[0028]圖2為本發(fā)明實施例1中電弧噴涂AVAl2O3涂層截面的掃描電鏡照片(放大倍數(shù)100 倍)ο
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供了一種電弧噴涂絲材的制備方法，通過以下步驟實現(xiàn):
[0030]步驟一:噴涂絲材表皮選用牌號5052的鋁帶，其中鋁帶寬度為10-20mm、厚度為0.5-1.5mm的鋁帶，將鋁帶彎折為“U型”中空結(jié)構(gòu)，中空的內(nèi)部結(jié)構(gòu)用于裝填粉芯材料，作為電弧噴涂絲材的表皮；
[0031]步驟二:分別選取質(zhì)量含量為97%?99%、粒徑尺寸為I?200 μπι的Al2O3粉料，質(zhì)量含量為0.8?2%、粒徑尺寸為500?990nm的Al2O3粉料以及質(zhì)量含量為0.2?I %、粒徑尺寸為I?10 μ m的SiC粉末，并混合均勻，制備出粉芯材料；
[0032]步驟三:將步驟二的粉芯材料均勻注入步驟一的“U型”鋁帶的中空部分，并將“U型”鋁帶的開口封閉，對開口封閉后“U型”鋁帶外側(cè)施加壓力，使外側(cè)鋁帶緊密包裹粉芯，且整體呈圓形，然后將包覆粉芯的鋁帶拉拔為的噴涂絲材，拉拔后噴涂絲材的外徑為3mm +0.1mm ；
[0033]進行噴涂前，還需要進行步驟四:即采用纏繞機構(gòu)將制備的噴涂絲材纏繞成捆，每一捆電弧噴涂絲材的重量為5-15Kg，但根據(jù)噴涂設(shè)備的不同，每一捆噴涂絲材的重量可按實際需要選擇。
[0034]通過上述所述方法制備的電弧噴涂絲材，包括鋁制外殼以及粉芯，所述鋁制外殼緊密包裹粉芯；所述粉芯包括微米級粒徑的Al2O3粉料、納米級的Al 203粉料以及微米級粒徑SiC的粉料，其中微米級粒徑的Al2O3粉料在粉芯中的質(zhì)量含量為97%?99%，其粒徑尺寸范圍是I?200 μ m ;納米級的Al2O3粉料在粉芯中的質(zhì)量含量為0.8?2%，其粒徑尺寸范圍是500?990nm ;微米級粒徑SiC的粉料在粉芯中的質(zhì)量含量為0.2?1%，其粒徑尺寸范圍是I?10 μ m ;所述粉芯占電弧噴涂絲材的質(zhì)量含量為28%?40%。
[0035]本發(fā)明的電弧噴涂絲材制備完成后，可進行電弧噴