一种耐磨涂层的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种耐磨涂层的制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属材料是应用最广的工程材料，但随着工程设备工作条件的日益苛刻，单一的 金属材料已经难以满足工程使用要求。在金属表面涂覆耐磨涂层，可以使合成的复合材料 既能保留金属的强度和韧性，同时又具备涂层的耐磨损、耐腐蚀、耐高温等特性，可以大幅 提尚材料的使用性能。
[0003] 目前工业上常用的制备复合涂层的方法有如下几种：自蔓延高温合成法、热喷涂 法、溶胶-凝胶法等。自蔓延高温合成法是用反应物之间产生的高化学反应热促使反应物进 行持续自发的化学反应制备陶瓷涂层，单一的自蔓延高温合成法可以制备出高性能的复合 材料涂层，然而制备出的涂层表面精度很差，会出现表面不平整，有空隙等问题。热喷涂技 术是在高温下将涂层材料熔化和雾化，形成熔融或半熔融状态的粒子流，以极高的速度喷 涂于金属钢板表面上的涂覆方法，可以制备出耐磨性、硬度和导热等性能有较好的涂层，并 且对钢板的热变形影响较小。溶胶-凝胶法是用易于水解的金属醇盐或无机盐在某种溶剂 中与水发生反应，经水解缩聚形成溶胶，将溶胶涂覆在金属钢板表面，再经干燥、热处理后 形成涂层，其制备的涂层质量高，但工艺复杂、耗时，膜层易开裂。
[0004] 经过对现有技术的检索，发现申请号201210146793.9的专利公开了一种内表面耐 磨涂层的制作方法，特别适用于铸铁管内表面耐磨涂层的制作。将Fe 203粉和铝粉按质量比1 :3的比例均匀混合，形成反应物，将反应物装入球墨铸铁管内，然后将球墨铸铁管固定在旋 转设备上，沿着球墨铸铁管中心轴高速旋转，将球墨铸铁管内的反应物点燃反应，反应物发 生自蔓延反应，冷却即可。它方法简单，设备少，形成的耐磨涂层耐磨、耐蚀、耐热和抗热冲 击及抗机械冲击性能强。但是仍然需要提高其与内表面的结合强度。
[0005] 申请号200610011816.X公开了一种在铝合金表面涂敷耐磨涂层的方法，属于自蔓 延高温合成技术制备金属间化合物涂层的技术领域。采用反应Fe2〇3+2Al = 2Fe+Al2〇3,反应 放出巨大的热量，产物为恪融态，在尚心力的作用下，液态的Fe和AI2O3分尚，在反应原料中 加入过量的铝，A1就会和Fe生成铁铝金属间化合物，同时自蔓延反应Fe 203+2A1 = 2Fe+Al203 放出的热量会使铝表面的氧化膜熔解，使得铁铝金属间化合物很容易与铝基体形成冶金结 合，反应结束后去除掉表面的氧化铝层即可得到金属间化合物涂层。该发明的优点在于工 艺简单，涂层与基体形成冶金结合，结合强度高。申请号201310306469.3公开了了一种离心 自蔓延陶瓷/合金双复合耐磨管的制备方法，对钢管内表面进行喷砂除锈、粗化处理;将A1+ Fe203体系的自蔓延粉料放入钢管中；将钢管置于离心机上，开动离心机，待转速稳定后，点 火引发自蔓延反应;待钢管内部的ai 2〇3陶瓷内衬层半凝固状态时，将熔融的耐磨合金浇注 入ai2〇 3陶瓷内衬复合钢管内，使熔融的耐磨合金在离心力的作用下，涂覆于ai2〇3陶瓷涂层 上形成耐磨合金层，形成陶瓷/合金双复合耐磨管。该发明工艺简单，制造的产品耐磨、耐蚀 性强。申请号201320180058.X的实用新型专利公开了一种余热锅炉受热面高温复合耐磨涂 层，其技术要点在于:在以合金钢板制成的基体表面喷涂Ni-Cr合金涂层作为功能层，在Ni-Cr合金涂层与基体之间涂有过渡层，在Ni-Cr合金涂层外涂有封孔层。该实用新型提高了余 热锅炉受热面的抗氧化、抗腐蚀、耐磨损等性能。
[0006] 申请号201310306450.9公开了一种增强离心自蔓延陶瓷内衬复合钢管强度的结 构及制备方法，包括钢管，钢管的内表面开设有槽，钢管的内表面内衬有自蔓延反应形成的 Al2〇3陶瓷内衬。该发明采用自蔓延高温合成和离心铸造的方法制备陶瓷内衬复合钢管，解 决了传统离心自蔓延陶瓷内衬复合钢管存在的陶瓷涂层与金属基体结合强度不高的缺点。
[0007] 申请号201310306469.3公开了一种离心自蔓延陶瓷/合金双复合耐磨管的制备方 法，对钢管内表面进行喷砂除锈、粗化处理;将Al+Fe 2〇3体系的自蔓延粉料放入钢管中；将钢 管置于离心机上，开动离心机，待转速稳定后，点火引发自蔓延反应;待钢管内部的ai 2〇3陶 瓷内衬层半凝固状态时，将熔融的耐磨合金浇注入Al2〇3陶瓷内衬复合钢管内，使熔融的耐 磨合金在离心力的作用下，涂覆于Al 2〇3陶瓷涂层上形成耐磨合金层，形成陶瓷/合金双复合 耐磨管。
[0008] 以上材料制备的耐磨金属涂层与基体的结合强度不高，并且制备后其表面的精度 较差。
【发明内容】
[0009] 为解决以上问题，本发明提供一种耐磨涂层的制备方法，包括以下步骤：
[001 0]步骤A:对基体表面进行腐蚀除锈，喷砂粗化处理，并设计反应燃烧室；
[0011] 步骤B:在粗化处理后的基体表面喷涂自熔性合金材料；
[0012] 步骤C:将自蔓延粉料压制成块，并放置在上述喷涂后的钢板上，然后一并放入燃 烧室中；
[0013] 步骤D:将基体进行预热，然后进行点火引发自蔓延反应，反应结束后，自然冷却；
[0014] 步骤E:通过喷涂工艺在产品表面喷涂耐磨材料，即得到耐磨涂层。
[0015]所述步骤A中的基体优选钢质板材。
[0016] 所述步骤B中自恪性合金材料选自镍络合金、错青铜或铁基合金中的一种。
[0017] 所述步骤C中自蔓延粉料选自氧化铁粉和铝粉。在反应燃烧室中加入上述两种粉 末后，引燃后便可进行自蔓延高温合成反应。自蔓延高温合成反应的燃烧室是使用耐火材 料自行制作以及点火前需对钢板预热，有利于在反应过程中形成熔池和保温，制备出高质 量的涂层。反应过程中，铁下沉，氧化铝在涂层上层，起到耐磨层的作用。
[0018] 所述步骤E中喷涂的耐磨材料选自陶瓷，金属，合金材料中的一种。以消除表面孔 隙及便于再加工，降低涂层空隙率，提高平整度等级，同时耐磨层可进一步增加涂层的耐磨 强度。
[0019] 本发明具有如下有益效果，使用本方法可以解决自蔓延涂层与基体结合强度不高 的问题，大大提高耐磨涂层的结合强度，并且在自蔓延涂层上增加耐磨层，既可提高涂层的 耐磨性，也可降低空隙率，提高平整度。
【具体实施方式】
[0020] 下面说明本发明的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与 一个或更多个实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省 略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0021] 实施例1
[0022] 本实施例提供了一种耐磨涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0023] 步骤A:对钢板表面进行腐蚀除锈，喷砂粗化处理，并设计反应燃烧室；
[0024] 步骤B:在粗化处理后的钢板表面喷涂镍铬合金；
[0025] 步骤C:将质量比为2.9:1的氧化铁粉和铝粉压制成块，并放置在上述喷涂后的钢 板上，然后一并放入燃烧室中；
[0026] 步骤D:将钢板进行预热，然后进行点火引发自蔓延高温合成反应；
[0027] 步骤E:通过热喷涂工艺对产品表面进行喷涂耐磨合金。
[0028] 通过以上方法可以制备出具有较好结合强度和耐磨要求的复合材料。
[0029] 实施例2
[0030]本实施例提供了一种耐磨涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0031 ]步骤A:对钢板表面进行腐蚀除锈，喷砂粗化处理，并设计反应燃烧室；
[0032]步骤B:在粗化处理后的钢板表面喷涂喷涂铝青铜；
[0033] 步骤C:将质量比为2.9:1的氧化铁粉和铝粉压制成块，并放置在上述喷涂后的钢 板上，然