铝制外壳以及粉芯，所述铝制外壳 紧密包裹粉芯；所述粉芯包括微米级粒径的A1203粉料、纳米级的A1 203粉料以及微米级粒 径Si02的粉料，其中微米级粒径的A1 203粉料在粉芯中的质量含量为97 %~98 %，其粒径尺 寸范围是1~200μπι;纳米级的A1203粉料在粉芯中的质量含量为1~1. 5%，其粒径尺寸 范围是500~990nm;微米级粒径SiOj^粉料在粉芯中的质量含量为0. 5~1%，其粒径尺 寸范围是1~50μm;纳米级Si02粉料的质量含量为0~0. 5%，其粒径尺寸范围是500~ 900nm;所述粉芯占电弧喷涂丝材的质量含量为20 %~28 %。
[0038] 本发明的电弧喷涂丝材制备完成后，可进行电弧喷涂，喷涂方法如下：
[0039] 步骤一：将本发明的电弧喷涂丝材装入电弧喷涂设备送丝机构当中待喷涂，喷涂 基体选用铝基体或钢基体，基体规格100X100Xl〇mm，喷涂前对基体喷涂部位吹砂处理，吹 砂选用24-40目棕刚玉，压缩空气压力0· 3-0. 5MPa;
[0040] 步骤二：选用步骤一设备、基体与喷涂丝材进行电弧喷涂，制备出防热耐腐蚀复合 涂层，涂层厚度0. 2~1. 2mm，电弧喷涂工艺参数为工作电压30-35V，工作电流150-299A，喷 距 120-250mm，空气压力 0· 2-0. 7MPa;
[0041] 步骤三：对步骤二喷涂后试样进行静摩擦系数、涂层结合强度性能和耐盐雾腐蚀 性能测试，要求测试结果满足涂层静摩擦系数> 〇. 9,结合强度多20MPa，涂层经360h盐雾 腐蚀试验无鼓泡失效。
[0042] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0043] 实施例1
[0044] 本实施例的铝基陶瓷粉芯丝材及电弧喷涂工艺由以下特征步骤组成：
[0045] 1)粉芯配比：将粒度为1~200μm的A1203粉料、粒度500~990纳米的A1 203粉 料、粒度1~50μL?Si02粉料和粒度500~900纳米的Si02粉料按97:1. 5:1 :0. 5的质量 比混合，后将粉料倒入混料机中充分搅拌；
[0046] 2)喷涂丝材制备：选用宽度12mm牌号5052的铝带作为喷涂丝材表皮，经弯折 后填充步骤1)所得到的粉芯并包覆拉拔成外径约2mm的喷涂丝材，其中粉芯填充比例 20. 3 %，喷涂丝材直径为2. 02mm;
[0047] 3)采用电弧喷涂设备将该实施例步骤2)制得的铝基陶瓷粉芯丝材喷涂制备成 铝基陶瓷复合涂层，电弧喷涂具体工艺参数：喷涂电压35V，喷涂电流299A，雾化空气压力 0· 7MPa，喷涂距离250_。
[0048] 本实施例步骤2)得到的铝基陶瓷粉芯丝材截面形貌照片如图1所示。
[0049] 本实施例步骤3)制备的涂层的截面形貌图如图2所示，涂层静摩擦系数1. 21 (干 态，按MIL-PRF-24667B(SH)《美军标-防滑涂层性能测试方法》），涂层结合强度（按GB/ T8642-2002《热喷涂抗拉结合强度的测定》）为23.5MPa，盐雾腐蚀（按GJB150-2009《军 用装备环境试验方法第11部分：盐雾试验》）360h后，涂层完好，无鼓泡失效现象。
[0050] 实施例2
[0051] 本实施例的铝基陶瓷粉芯丝材及电弧喷涂工艺由以下特征步骤组成：
[0052] 1)粉芯配比：将粒度为1~200μm的A1203粉料、粒度500~990纳米的A1 203粉 料、粒度1~50μmSi02粉料和粒度500~900纳米的SiO2粉料按98:1:0. 9 :0. 1的质量 比混合，后将粉料倒入混料机中充分搅拌；
[0053] 2)喷涂丝材制备：选用宽度8mm牌号5052的铝带作为喷涂丝材表皮，经弯折后填 充步骤1)所得到的粉芯并包覆拉拔成外径约2mm的喷涂丝材，其中粉芯填充比例27. 8%， 喷涂丝材直径为2. 01mm;
[0054] 3)采用电弧喷涂设备将该实施例步骤2)制得的铝基陶瓷粉芯丝材喷涂制备成 铝基陶瓷复合涂层，电弧喷涂具体工艺参数：喷涂电压30V，喷涂电流150A，雾化空气压力 0. 2MPa，喷涂距离120_。
[0055] 本实施例制备的涂层静摩擦系数1. 17(干态，按MIL-PRF-24667B(SH)《美军标-防 滑涂层性能测试方法》），涂层结合强度（按GB/T8642-2002《热喷涂抗拉结合强度的测 定》）为21. 2MPa，盐雾腐蚀（按GJB150-2009《军用装备环境试验方法第11部分：盐雾试 验》）360h后，涂层完好，无鼓泡失效现象。
[0056] 以上所述，仅为本发明最佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0057] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种电弧喷涂铝基陶瓷丝材的制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现： 步骤一：将铝带剪裁为指定宽度，将铝带沿宽度方向两侧向上弯折，形成上端开口的中 空结构，作为电弧喷涂丝材的表皮； 步骤二：分别选取微米级A1203粉料、纳米级A1 203粉料、微米级Si02粉料和纳米级Si02 粉料，并混合均匀，制备出粉芯材料； 步骤三：将步骤二的粉芯材料均匀注入步骤一的中空结构内部，将中空结构上端开口 封闭，对将封闭后的铝带进行挤压使铝带紧密包覆粉芯，然后将包覆粉芯的铝带拉拔为电 弧喷涂丝材。2. 根据权利要求1所述的一种铝基陶瓷电弧喷涂丝材的制备方法，其特征在于，所述 粉芯材料中微米级A1203粉料的质量含量为97%~98%，所述纳米级A1 203粉料的质量含量 为1~1. 5%，所述微米级Si02粉料的质量含量为0. 5~1 %，所述纳米级SiO2粉料的质量 含量为〇. 1~0.5%。3. 根据权利要求1或2所述的一种铝基陶瓷电弧喷涂丝材的制备方法，其特征在于，所 述微米级A1203粉料的粒径范围为1~200μm，所述纳米级A1 203粉料的粒径范围为500~ 990nm，所述微米级Si02粉料的粒径范围为1~50μm，所述纳米级SiO2粉料的粒径范围为 500 ~900nm。4. 根据权利要求1或2所述的一种铝基陶瓷电弧喷涂丝材的制备方法，其特征在于，所 述指定宽度为8~12mm、错带厚度为1~1. 5mm;拉拔后喷涂丝材的外径为2mm±0. 1mm，所 述粉芯占所述丝材的质量含量的20%~28%。5. -种电弧喷涂铝基陶瓷丝材，其特征在于，所述丝材包括铝制外壳以及粉芯；所述 粉芯包括微米级A1203、纳米级A1203、微米级Si02以及纳米级的SiO2粉料。6. 如权利要求5所述的电弧喷涂铝基陶瓷丝材，其特征在于，所述粉芯材料中微米级 A1203粉料的质量含量为97 %~98 %，所述纳米级A1 203粉料的质量含量为1~1. 5 %，所 述微米级Si02粉料的质量含量为0. 5~1%，所述纳米级Si02粉料的质量含量为0. 1~ 0· 5%〇7. 如权利要求5或6所述的电弧喷涂铝基陶瓷丝材，其特征在于，所述粉芯占所述丝材 的质量含量的20%~28%。8. 如权利要求5或6所述的电弧喷涂铝基陶瓷丝材，其特征在于，所述微米级A1 203粉 料的粒径范围为1~200μm，所述纳米级A1203粉料的粒径范围为500~990nm，所述微米 级Si02粉料的粒径范围为1~50μm，所述纳米级SiO2粉料的粒径范围为500~900nm。9. 一种采用权利要求5或6所述电弧喷涂铝基陶瓷丝材进行喷涂的喷涂方法，其特征 在于，步骤如下： (1) 将所述丝材装入电弧喷涂设备送丝机构当中待喷涂，喷涂基体为钢基体或铝基 体； (2) 对基体喷涂部位吹砂处理，吹砂选用24~60目棕刚玉，压缩空气压力0.3~ 0· 6MPa; (3) 电弧喷涂工艺参数为工作电压30~35V，工作电流150~299A，喷距120~250_， 空气压力〇· 2~0· 7MPa，涂层厚度0· 2~1. 2mm。
【专利摘要】本发明涉及一种电弧喷涂丝材及其制备、喷涂方法。该涂层采用电弧喷涂工艺制备，喷涂材料为铝基陶瓷粉芯丝材，喷涂基体材料为钢材或铝材。其中喷涂材料为铝皮包覆陶瓷粉芯结构，丝材外径为Φ2mm，陶瓷粉芯由微米级Al2O3、纳米级Al2O3、微米级SiO2和纳米级SiO2混合而成，铝带通过成型模具弯折成“U型”，均匀填充陶瓷粉芯后经模具使铝带紧密包覆粉芯，并拉拔为外径Φ2mm的喷涂丝材，陶瓷粉芯占丝材的质量含量为20％～28％。测试结果满足涂层静摩擦系数＞0.9，结合强度≥20MPa，涂层经360h盐雾腐蚀试验无鼓泡失效，能够较好的满足应用要求。
【IPC分类】C23C4/131, C23C4/06
【公开号】CN105296912
【申请号】CN201510725586
【发明人】马康智, 杨杰, 文波, 倪立勇, 杨震晓, 吴朝军
【申请人】航天材料及工艺研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月30日