促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法与流程

文档序号:19191474发布日期:2019-11-20 02:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:所述的处理方法步骤如下:

1)、基体的表面预处理:其先是对基体表面进行研磨和抛光,然后进行超声波清洗;

2)、制备织构化基体:其包括a)、通过物镜将飞秒激光聚焦到步骤1)清洗的基体表面,设定激光扫描工艺路径和激光加工参数,对基体表面进行局部改性,形成改性区与未改性区刻蚀速率的差别;b),自激光烧蚀后的基体表面放置在感应耦合等离子刻蚀系统的刻蚀腔进行干法刻蚀,使得基体表面形成孔或槽状微结构的织构化基体;

3)、织构化基体表面处理:其采用钎剂喷在织构化基体表面,干燥后放入真空干燥箱保存;

4)、制备涂层:将步骤3)中的基体放入夹具中,并对基体进行预热处理,然后采用等离子喷涂工艺在钎剂的上表面进行喷涂,形成热喷涂涂层,其中喷涂熔滴撞击到基体表面预置钎剂上时,预置钎剂依靠熔滴的长时间加热达到熔化温度,增加喷涂熔滴与基体间的界面传热系数,促使基体接触层发生熔化,熔化的基体会进入熔融的喷涂熔滴中与熔滴发生冶金反应,并在基体和热喷涂涂层之间形成金属间化合物层。

2.根据权利要求1所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:在a)中,采用数值孔径为0.8的物镜,将800nm波长的线性偏振飞秒激光聚焦到在基体表面,通过调节激光脉冲能量、激光频率、激光扫描速度和蚀刻时间,使得改性区呈列阵式分布在所述基体表面。

3.根据权利要求2所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:激光脉冲能量为0.5-2μj;激光频率为500-1000hz;激光扫描速度为100-1000µm/s、刻蚀时间为60-120min。

4.根据权利要求1所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:在b)中,感应耦合等离子刻蚀系统在sf6或cl2所形成的等离子体环境下刻蚀,去除激光微织构边缘凸起结构,完成孔或槽状微结构的成型。

5.根据权利要求4所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:感应耦合等离子刻蚀系统的上射频源功率及下射频源功率可调范围分别为0-500w和0-300w,气流通量为40±5sccm。

6.根据权利要求1所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:在步骤2)中,孔或槽的直径或者宽度为20-100µm;孔或槽的深度为30-100µm。

7.根据权利要求1所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:在步骤2)中,位于基体表面的每一个孔或槽的上边缘所形成的开口面积之和占所述基体表面积的30%~50%。

8.根据权利要求1所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:在步骤1)中,将基体表面放置在自动金相磨样机上,先经过800#砂纸水磨,随后用无水乙醇清洗后,再采用1000#砂纸进行磨制,接着采用天然纤维抛光布并在w2.5的金刚石抛光剂配合下,进行镜面抛光,最后分别在水和有机溶剂中进行超声波清洗20-30min。

9.根据权利要求1所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:所述基体的材质为铝合金或不锈钢,所述热喷涂涂层的为镍基涂层。

10.根据权利要求1所述的促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其特征在于:所述的钎剂选用氟铝酸钾盐的nocolok钎剂,使用时,先将nocolok钎剂溶于酒精形成喷剂,然后喷涂在织构化基体表面,其中每升酒精中溶入120~180g氟铝酸钾盐的nocolok钎剂,且喷涂的用量为每平方米10~30g。


技术总结
本发明涉及促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,其步骤如下:1)、基体的表面预处理;2)、制备织构化基体;3)、织构化基体表面处理;4)、制备涂层。本发明通过基体表面织构化技术与钎剂预处理相结合应用于喷涂涂层中,既可以改善喷涂涂层膜基间机械嵌接作用,还可提高熔滴与基体间的界面传热系数,增强喷涂涂层与基体间微观互锁结合强度,并同时增加喷涂过程中膜基界面发生冶金结合的机会,提高熔滴与基体间冶金结合的程度,在基体和热喷涂涂层之间形成金属间化合物层,进而显著增强喷涂涂层的膜基结合强度。

技术研发人员:张克栋;郭旭红;刘峰;王呈栋;刘同舜
受保护的技术使用者:苏州大学
技术研发日:2019.09.11
技术公布日:2019.11.19
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