本发明属于陶瓷层制备技术领域,特别是一种tin涂层的制备方法。
背景技术:
等离子喷涂是一种应用广泛的材料表面强化和表面改性技术,可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、隔热、减磨等性能。但是,等离子喷涂涂层在形成过程中,部分颗粒不能完全熔化,容易在涂层中夹杂生粉,难以制备出具有陶瓷固有性能的涂层,陶瓷材料优良的耐磨、耐蚀性能得不到充分发挥。等离子喷涂制备的tin涂层较为粗糙,涂层中的孔洞较大且多,涂层性能大大降低;且涂层中残留不同程度的ti粉,使tin涂层本身所具备的高硬度、高耐磨性等性能无法表现出来。在制备过程中涂层的沉淀速率低,涂层与基体的结合性能较差,并且制备设备昂贵,增加了tin涂层的制备成本,制约着tin的应用。
反应等离子喷涂所用粉末为高放热反应体系,喷涂时,粉末在飞行过程中与反应气体发生反应,反应产物颗粒沉积到基体上形成涂层。所得涂层呈典型的层状组织结构,涂层由硬质相原位合成,合成反应热与等离子弧热叠加,有利于熔点高的硬质相的熔化,但目前还没有发现应用反应等离子喷涂方法来进行tin涂层的制备。
技术实现要素:
本发明的目的是针对现有技术的不足,而提出一种tin涂层的制备方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种tin涂层的制备方法,包含步骤如下:
(1)基体材料预处理,将基体材料用砂纸打磨,除去铁锈、油污,提高试样表面的粗糙度;
(2)在预处理后的基体材料上喷涂al/ni粉末,制备nial粘接底层,所述nial粘结底层制备参数为:ar离子气体流量50~100l/min,n2离子气体流量20~50l/min,送粉气体流量0.5m3/h,电弧功率28~40kw,电流350~500a,喷涂距离100~150mm;
(3)采用反应等离子喷涂ti粉制备tin涂层,所述tin涂层的制备参数为:ar离子气体流量40~60l/min,n2离子气体流量40~60l/min,送粉气体流量3~5m3/h,电弧功率28~40kw,电流350~500a,喷涂距离80~120mm。
而且,基体材料为碳钢或者不锈钢。
而且,nial粘结底层的厚度为100~150um。
而且,ti粉的粒度为30~40um,tin涂层的厚度为100~300um。
而且,所述步骤(2)、(3)中送粉气体为n2。
本发明的优点和积极效果是:
1、本发明采用反应等离子喷涂制备tin涂层的成本低,工艺参数可控;
2、本发明通过控制喷涂参数可以得到不同厚度的tin涂层;
3、本发明所得tin涂层致密、性能优良。
具体实施方式
以下对本发明实施例做进一步详述:需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式,同样属于本发明保护的范围。
实施例一:
一种tin涂层的制备方法,包含如下步骤:
(1)基体材料预处理,将45#切成10mm×10mm×12mm的试样,用砂纸打磨,除去铁锈、油污,提高试样表面的粗糙度。
(2)在预处理后的基体试样上喷涂al/ni粉末,制备nial粘接底层。
其中,所述nial粘结底层制备参数为:ar离子气体流量80l/min,n2离子气体流量30l/min,送粉气体n2的流量0.5m3/h,电弧功率28kw,电流350a,喷涂距离120mm。
所述nial粘结底层的厚度为100um。
(3)采用反应等离子喷涂ti粉制备tin涂层。
所述tin涂层的制备参数为:ar离子气体流量50l/min,n2离子气体流量50l/min,送粉气体n2的流量3m3/h,电弧功率28kw,电流350a,喷涂距离100mm。
所述ti粉的粒度为30um,所述tin涂层的厚度为100um。
实施例二:
一种tin涂层的制备方法,包含如下步骤:
(1)基体材料预处理,将45#切成10mm×10mm×12mm的试样,用砂纸打磨,除去铁锈、油污,提高试样表面的粗糙度。
(2)在预处理后的基体试样上喷涂al/ni粉末,制备nial粘接底层。
其中,所述nial粘结底层制备参数为:ar离子气体流量100l/min,n2离子气体流量50l/min,送粉气体n2的流量0.5m3/h,电弧功率40kw,电流500a,喷涂距离100mm。
所述nial粘结底层的厚度为150um。
(3)制备tin涂层,采用反应等离子喷涂复合粉制备tin涂层。
所述tin涂层的制备参数为:ar离子气体流量60l/min,n2离子气体流量60l/min,送粉气体n2的流量5m3/h,电弧功率40kw,电流500a,喷涂距离80mm。
所述ti粉的粒度为40um,所述tin涂层厚度为300um。