本发明属于等离子喷涂,具体涉及一种氮化物合金涂层的制备方法。
背景技术:
1、等离子喷涂已经成为现代工业、国际和科学技术各个领域里不可或缺的加工手段,各种金属、合金、陶瓷、金属陶瓷、塑料等单一或复合粉末材料,都可以采用等离子喷涂方法,制备出耐腐蚀、耐磨损、耐高热、抗高温氧化、导电、绝缘、远红外等优异性能涂层,应用等离子喷涂工艺时使零部件获得良好的工作性能、延长使用寿命、提高产品质量、降低能耗、节约贵重材料的有效途径。
2、传统等离子的焰流温度1.3万k-3万k,传统的等离子喷涂设备选用氩气作为主气,氢气作为次气高频高压电离并加电形成离子体。这种等离子体用制备好的金属或陶瓷粉沫(包括氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等)将其高温熔化以高速方式撞击在工件上形成涂层的方式进行喷涂作业。由于目前市面上的氮化物材料的价格非常贵,导致有些民品本身销售价格不高,又渴望使用氮化物陶瓷来改良产品表面的硬度及耐磨性特等,但面对高昂的氮化材料价格而望而却步。本发明申请就是要解决以上的痛点。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明提供一种氮化物合金涂层的制备方法,简化喷涂步骤,同时增加了喷涂厚度。
2、为了达到上述目的,本发明提供的一种氮化物合金涂层的制备方法,包括:
3、对金属材料的基体进行表面预处理;
4、选用纯氮气等离子喷涂设备,达到焰流温度1.3万k-3万k,将单一金属粉末或金属混合粉末送入富氮焰流,喷涂到基体表面,喷涂过程中随着溶融或半溶融的金属粉末或金属混合粉离开焰芯往工件撞击的过程中温度逐渐降低,当温度降低至材料的氮化温度区间时产生氮化反应;
5、喷涂结束,在工件基体表面形成氮化物涂层;
6、氮气等离子喷涂设备对单一金属粉末或金属混合粉末送粉,直接进行氮化反应后喷涂在基体形成氮化物涂层,厚度可达15~5000μm。
7、优选的,基体材料选用奥氏体型不锈钢、奥氏体·铁素体型不锈钢或铁素体型不锈钢。
8、优选的,表面预处理为喷砂或砂纸研磨。
9、优选的,单一金属粉末为ti、fe、cr、si、ni、v、mo、sb中的一种。
10、优选的,金属混合粉末为ti、fe、cr、si、ni、v、mo、sb中的至少两种,金属混合粉末采用物理混合模式。
11、优选的,喷涂前对基体进行表面预热处理,利用等离子焰流将基体预热至80~150℃。
12、优选的,氮化物涂层的制备工艺参数如下:
13、喷枪距离:80~130mm;
14、氮气流量:2000-3000l/h;
15、喷涂次数:3~5次或根据产品需求决定;
16、喷涂厚度:15~5000μm。
17、优选的,单一金属粉末或金属混合粉末的粒径为15~45μm。
18、本发明还提供一种炊具,所述炊具上设有氮化物涂层,所述氮化物涂层通过上述任一项所述的氮化物合金涂层的制备方法制成。
19、本发明通过采用上述技术方案,与现有技术相比,具有如下优点:
20、(1)通过氮气等离子喷涂设备对单一金属粉末或金属混合粉末送粉,直接进行氮化反应喷涂后在基体形成氮化物涂层,喷涂厚度明显增加;
21、(2)采用氮气作为等离子气体,由于没有使用氢气,有利于喷涂过程中的生产安全;
22、(3)喷涂前对基体进行表面预热处理,有利于提高氮化物涂层与基体的结合强度。
1.一种氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,基体材料选用奥氏体型不锈钢、奥氏体·铁素体型不锈钢或铁素体型不锈钢。
3.根据权利要求1或2所述的氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,表面预处理为喷砂或砂纸研磨。
4.根据权利要求1所述的氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,单一金属粉末为ti、fe、cr、si、ni、v、mo、sb中的一种。
5.根据权利要求1所述的氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,金属混合粉末为ti、fe、cr、si、ni、v、mo、sb中的至少两种,金属混合粉末采用物理混合模式。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,喷涂前对基体进行表面预热处理,利用等离子焰流将基体预热至80~150℃。
7.根据权利要求1所述的氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,氮化物涂层的制备工艺参数如下:
8.根据权利要求1所述的氮化物合金涂层的制备方法,其特征在于,单一金属粉末或金属混合粉末的粒径为15~45μm。
9.一种炊具,其特征在于,所述炊具上设有氮化物涂层,所述氮化物涂层通过权利要求1~8任一项所述的氮化物合金涂层的制备方法制成。