一种碳化硼涂层的制备方法与流程

本发明属于表面工程技术领域，具体涉及一种碳化硼涂层的制备方法。

背景技术：

碳化硼材料，具有高硬度、高熔点、低密度、高弹性模量、化学性能稳定、中子吸收截面大、优异的热电性能和良好的力学稳定性等特点，因此在核工业和航天航空等领域得到了广泛的应用。

目前制备碳化硼涂层的方法主要有气相沉积、等离子喷涂、气体转换、反应-烧结、等离子浸没离子处理等方法。气相沉积法和等离子喷涂法需要昂贵的设备，且存在阴影效应，很难在复杂的基材表面进行均匀的涂覆；反应-烧结法对工艺的烧结温度要求很高，条件苛刻；等离子浸没离子处理技术生成的碳化硼涂层很薄，厚度小于200nm，限制了它的应用前景。

因此，碳化硼涂层要在众多领域得到广泛应用，需要发展一种工艺简单，且适用于大面积、形状复杂的表面涂覆的碳化硼涂层制备方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种碳化硼涂层的制备方法，具体技术方案如下：

一种碳化硼涂层的制备方法，具体包括如下步骤：

1)对金属基材表面进行净化处理，用砂纸打磨涂覆层，并清洗烘干后待用；

2)将碳化硼粉末过筛分级；

3)将步骤2)中分级后的碳化硼粉末与环氧树脂浇注料混合均匀，得到浆料；

4)在步骤1)中处理后的金属基材表面均匀刷涂步骤3)中的浆料，制成湿膜；

5)步骤4)中湿膜在真空条件下，消除气泡；然后在常压下固化成型，制得碳化硼涂层。

步骤2)中分级采用200～300目筛。

步骤3)中所述的环氧树脂浇注料是由JY-9715A和JY-9715B按照1:1的质量比混合而成。

步骤3)中碳化硼粉末的质量百分比为50％～70％，环氧树脂浇注料的质量百分比为50％～30％。

步骤3)中浆料的粘度为4000～8000mPaS。

步骤4)中刷涂采用100目的丝网。

步骤5)中消除气泡的条件为：真空条件下，90～95℃保温0.5～1h。

步骤5)中固化成型的条件为：常压下，90～95℃保温4～5h，105～110℃保温2～3h，130～135℃保温7～9h。

步骤5)中制得的碳化硼涂层的厚度为180～220μm。

本发明的有益效果为：本发明分级后的碳化硼粉末与环氧树脂浇注料混合制备浆料，通过在金属基材表面刷涂浆料制备湿膜，固化后，即在金属基材表面形成一层力学性能较好的碳化硼涂层。本发明所制备的碳化硼涂层厚度为180～220μm，与金属基材具有较好的结合力，可广泛应用于核工业和航空航天等领域。且本发明制备涂层工艺简单，适用于大面积、各种形状的金属基材。

附图说明

图1为实施例1铝合金表面制备的碳化硼涂层的SEM图。

图2为实施例1铝合金表面制备的碳化硼涂层的XRD衍射图。

具体实施方式

本发明提出了一种碳化硼涂层的制备方法，下面结合实施例对本发明作进一步介绍。

实施例1

(1)对铝合金表面进行净化处理，用砂纸打磨涂覆层到800^#，并用酒精进行超声清洗，80℃烘干后待用；

(2)碳化硼粉末经200～300目筛分级；

(3)将步骤(2)中分级后的碳化硼粉末与环氧树脂浇注料混合均匀，得到浆料，控制浆料的粘度范围为4000～8000mPas，其中，碳化硼粉末的质量百分比为70％，环氧树脂浇注料的质量百分比为30％，环氧树脂浇注料是由JY-9715A和JY-9715B按1:1的质量比例混合而成；

(4)步骤(3)中浆料通过100目的丝网均匀刷涂在步骤(1)中烘干待用的金属基材表面，制成湿膜；

(5)步骤(4)中湿膜在真空(<10^-1Pa)条件下，90℃保温1h，消除气泡；然后在常压条件下，90℃保温4h，105℃保温2h，135℃保温7h，自然冷却成型，即制得碳化硼涂层。

图1为在铝合金表面制备的碳化硼涂层截面SEM图，图2为碳化硼涂层的XRD衍射图，碳化硼涂层表面平整，厚度为200μm左右，与铝合金基体结合紧密，在陶瓷和金属界面无明显缺陷存在。

实施例2

(1)对镁合金表面进行净化处理，用砂纸打磨涂覆层到800^#，并用酒精进行超声清洗，80℃烘干后待用；

(2)碳化硼粉末经200～300目筛分级；

(3)将步骤(2)中分级后的碳化硼粉末与环氧树脂浇注料混合均匀，得到浆料，控制浆料的粘度范围为4000～8000mPas，其中，碳化硼粉末的质量百分比为60％，环氧树脂浇注料的质量百分比为40％，环氧树脂浇注料是由JY-9715A和JY-9715B按1:1的质量比例混合而成；

(4)步骤(3)中浆料通过100目的丝网均匀刷涂在步骤(1)中烘干待用的金属基材表面，制成湿膜；

(5)步骤(4)中湿膜在真空(<10^-1Pa)条件下，90℃保温1h，消除气泡；然后在常压条件下，90℃保温4h，105℃保温2h，135℃保温7h，自然冷却成型，即制得碳化硼涂层。

实施例3

(1)对铜片表面进行净化处理，用砂纸打磨涂覆层到800^#，并用酒精进行超声清洗，80℃烘干后待用；

(2)碳化硼粉末经200～300目筛分级；

(3)将步骤(2)中分级后的碳化硼粉末与环氧树脂浇注料混合均匀，得到浆料，控制浆料的粘度范围为4000～8000mPas，其中，碳化硼粉末的质量百分比为50％，环氧树脂浇注料的质量百分比为50％，环氧树脂浇注料是由JY-9715A和JY-9715B按1:1的质量比例混合而成；

(4)步骤(3)中浆料通过100目的丝网均匀刷涂在步骤(1)中烘干待用的金属基材表面，制成湿膜；

(5)步骤(4)中湿膜在真空(<10^-1Pa)条件下，90℃保温1h，消除气泡；然后在常压条件下，90℃保温4h，105℃保温2h，135℃保温7h，自然冷却成型，即制得碳化硼涂层。