专利名称：易氧化Cu-Al合金涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及在大气环境下制备易氧化合金涂层的技术。
背景技术：
涂层的制备是表面工程领域的一个重要研究课题，易氧化合金在大气环境下制备涂层一直是涂层制备领域的一个难点。这类合金如果在大气环境下制备，通常在涂层加热到一定温度后，在随后的冷却过程中迅速变成氧化渣。一般情况下，对于该类合金涂层的制备都要求在惰性气体保护的环境下制备，不仅成本较高，工艺复杂，而且一般情况都需要合金完全冷却后才能去除气体保护，所需是将较长，工业化应用推广受到限制。目前对于该类合金在大气环境下的涂层制备还没有可行的制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种易氧化Cu-Al合金涂层的制备方法。本发明是易氧化Cu-Al合金涂层的制备方法，其步骤为
(O首先对普通低碳钢进行基体表面进行喷砂粗化处理后并用丙酮清洗基体表面；采用热喷涂技术将易氧化的Cu-Al合金粉体在低碳钢表面喷涂预制备合金涂层；超音速等离子喷涂喷涂参数为喷涂功率50. 50kff,送粉电压为10V，喷涂距离为125 mm ;氧-乙炔火焰喷涂参数为氧气压力O. 7MPa，C2H2压力O. 09MPa,喷涂距离为160mm ;喷涂厚度为Imm ；
(3)对于制备的涂层快速采用外加热源进行涂层再次加热处理，使涂层处于半熔融状态；感应参数为功率11. 6kW，频率100Hz，感应间隙2mm，加热时间为68秒；
(4)将处于半熔融状态的Cu-Al合金快速埋在沙子等隔离保护性的介质当中进行冷却，等待工件冷却后取出。本发明的有益之处是可简单、灵活的制备合格要求的易氧化合金粉体涂层。制备的合金涂层界面结合强度高，组织致密，孔隙率低，并有效防止了合金涂层的氧化。将通过复合技术制备的涂层快速置于隔离保护性的介质中进行冷却，而无需惰性气体保护，可有效制备大气环境下的工件保护涂层。该项发明在工件表面保护、机件修复等领域具有很好的应用前景、应用范围广阔、并且更为环保和高效。
图1为采用高铝青铜合金通过超音速等离子喷涂制备的试样外观照片，图2为试样外观的截面照片，图3和图4分别该工艺制备涂层的表面和截面金相照片。
具体实施例方式本发明是易氧化Cu-Al合金涂层的制备方法，其步骤为(O首先对普通低碳钢进行基体表面进行喷砂粗化处理后并用丙酮清洗基体表面；采用热喷涂技术将易氧化的Cu-Al合金粉体在低碳钢表面喷涂预制备合金涂层；超音速等离子喷涂喷涂参数为喷涂功率50. 50kff,送粉电压为10V，喷涂距离为125 mm ;氧-乙炔火焰喷涂参数为氧气压力O. 7MPa，C2H2压力O. 09MPa,喷涂距离为160mm ;喷涂厚度为1mm ；
(3)对于制备的涂层快速采用外加热源进行涂层再次加热处理，使涂层处于半熔融状态；感应参数为功率11. 6kW，频率100Hz，感应间隙2mm，加热时间为68秒；
(4)将处于半熔融状态的Cu-Al合金快速埋在沙子等隔离保护性的介质当中进行冷却，等待工件冷却后取出。以低碳钢为基体，预先经喷砂粗化处理后用丙酮清洗基体表面，除去杂质和油溃。采用热喷涂技术将易氧化CU-Al合金粉体喷涂在低碳钢表面预制备合金涂层。再次采用SP-40AB高频感应设备对涂敷层进行感应重熔，使涂层处于半熔融状态。最后将处于半熔融状态的Cu-Al合金快速埋在隔离保护性的介质当中进行冷却，等待工件冷却后取出试样，即可制备出非自熔、易氧化合金涂层。实施例1 :
以Φ 15 X IOm的45钢为基体，预先经喷砂粗化处理后用丙酮清洗基体表面，除去杂质和油溃。然后通过超音速等离子喷涂技术预制备Cu-Al合金保护涂层，喷涂工艺参数为喷涂功率50. 50kW，送粉电压为10V，喷涂距离为125 mm。然后采用感应重熔工艺对涂层进行二次熔化处理。感应加热参数为功率11. 6kW，频率100Hz，感应间隙2mm，加热时间68秒。获得的喷涂厚度1mm。
采用置于沙子中冷却，冷却时间8小时。如图1所示，为采用高铝青铜合金通过超音速等离子喷涂制备的试样外观照片，图2为试样外观的截面照片，图3和图4分别该工艺制备涂层的表面和截面金相照片。实施例2:
以Φ 15 X IOm的45钢为基体，预先经喷砂粗化处理后用丙酮清洗基体表面，除去杂质和油溃。然后通过氧-乙炔火焰喷涂技术预制备Cu-Al合金保护涂层，喷涂工艺参数为氧气压力O. 7MPa, C2H2压力O. 09MPa,喷涂距离为160mm。然后采用感应重熔工艺对涂层进行二次熔化处理。感应加热参数为功率
11.6kW，频率100Hz，感应间隙2mm，加热时间68秒。获得的喷涂厚度1mm。采用置于石灰粉中冷却，冷却时间10小时。
权利要求
1.易氧化CU-Al合金涂层的制备方法，其步骤为(O首先对普通低碳钢进行基体表面进行喷砂粗化处理后并用丙酮清洗基体表面；采用热喷涂技术将易氧化的CU-Al合金粉体在低碳钢表面喷涂预制备合金涂层；超音速等离子喷涂喷涂参数为喷涂功率50. 50kff,送粉电压为10V，喷涂距离为125 mm ;氧-乙炔火焰喷涂参数为氧气压力O. 7MPa，C2H2压力O. 09MPa,喷涂距离为160mm ;喷涂厚度为1mm ；(3)对于制备的涂层快速采用外加热源进行涂层再次加热处理，使涂层处于半熔融状态；感应参数为功率11. 6kW，频率100Hz，感应间隙2mm，加热时间为68秒；(4)将处于半熔融状态的Cu-Al合金快速埋在沙子等隔离保护性的介质当中进行冷却，等待工件冷却后取出。
2.根据权利要求1所述的易氧化Cu-Al合金涂层的制备方法，其特征在于保护性的介质沙子是石灰粉，或者是石棉纱。
3.根据权利要求1所述的易氧化Cu-Al合金涂层的制备方法，其特征在于所采用的复合技术是超音速等离子喷涂加感应重熔技术，或者是氧-乙炔火焰喷涂加感应重熔技术。
全文摘要
易氧化Cu-Al合金涂层的制备方法，以低碳钢为基体，预先经喷砂粗化处理后用丙酮清洗基体表面，除去杂质和油渍。采用热喷涂技术将易氧化Cu-Al合金粉体喷涂在低碳钢表面预制备合金涂层。再次采用SP-40AB高频感应设备对涂敷层进行感应重熔，使涂层处于半熔融状态。最后将处于半熔融状态的Cu-Al合金快速埋在隔离保护性的介质当中进行冷却，等待工件冷却后取出，即可制备出非自熔、易氧化合金涂层。
文档编号C23C24/10GK103060738SQ20131000013
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者王智平, 杨效田, 路阳, 李文生, 肖荣振, 冯力 申请人:兰州理工大学