[00114557]在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法

一、课题的来源与背景 铝合金具有大强重比和良好耐蚀性,广泛用于航空、航天、船舶、桥梁等领域。但其耐磨性及高温性能较差,难以用于轴套、外置结构件及其他接触磨损件。涂层技术是提高工业结构件耐磨及高温性能的经济、有效手段,但因铝的低熔点和质软缺点,使涂层难以兼具 强界面结合与耐高温耐磨性能。因此,寻找一种涂层微结构设计及过渡层方法,强化层、基体界面,提高其耐高温耐磨性能至关重要。 二、研究目的及意义 本发明是针对常见手段难以有效解决铝基体涂层难以兼具强界面结合与耐高温耐磨性能问题的研发领域现状,提供一种在铝基体上制备仿贝壳结构钢基涂层的方法。此方法具有涂层厚度控制精度高,工艺稳定性和重复性较强,可实现铝基体涂层的强界面和高性能。 三、主要论点与论据 本发明先将铁铝合金箔片与304不锈钢箔片先后层叠铺展在铝基体表面, 置于高真空加热炉中进行箔片—基体的粘吸处理, 得到涂层预制体。 然后用雾化304不锈钢粉末和粒化碳化硅粉末为原料, 通过超音速等离子双喷技术在涂层预制体表面制备钢结碳化硅金属陶瓷层, 并将304不锈钢箔片粘接在钢结碳化硅金属陶瓷层表面, 再采用双喷技术得到金属陶瓷层, 如此重复, 最终在铝基体上完成仿贝壳结构钢基涂层的制备; 其中铁铝合金箔片与304不锈钢箔片用于制备过渡层, 防止产生涂层的柯肯达尔效应, 保证涂层及界面组织得 的致密性; 使用雾化304不锈钢粉末、 粒化碳化硅粉末和304不锈钢箔片为涂层原料, 并重叠排列, 形成仿贝壳结构, 可强化涂层耐磨性和抗冲击强度; 超音速等离子双喷技术利于喷涂两种性质差异较大的粉末, 并相互协调, 实现仿贝壳结构硬质层的致密度及硬度。 本发明制得的仿贝壳结构钢基涂层的表面硬度大于等于64HRC, 界面结合强度大于等于210MPa, 涂层厚度误差小于等于143微米, 500℃不锈钢（304）、 200牛销盘摩擦磨损速率小于等于0.09克/小时。 四、创见与创新 通过过渡层技术、 仿贝壳结构设计、 双喷技术, 充分发挥钢结金属陶瓷的强硬性及不锈钢箔片的韧性优势, 是有效解决铝基体涂层难以兼具强界面结合与耐高温耐磨性能问题的关键手段。 此方法具有涂层厚度控制精度高, 工艺稳定性和重复性较强, 可实现仿贝壳结构钢基涂层的强界面和高性能。 五、应用情况和存在的问题 本项目还未进行企业实际应用,未产生社会经济效益。 六、历年获奖情况 无。