一种金属材料表面的陶瓷涂层及其制备方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104404434A

(43)申请公布日2015.03.11

(21)申请号CN201410614791.7

(22)申请日2014.11.05

(71)申请人昆明理工大学

地址650093云南省昆明市五华区学府路253号

(72)发明人宋鹏刘光亮蒋业华陆建生黄太红周会会

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

C23C4/12

C23C4/10

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种金属材料表面的陶瓷涂层及其

制备方法

(57)摘要

本发明涉及一种金属材料表面的陶

瓷涂层及其制备方法，属于陶瓷涂层制备

技术领域。采用等离子喷涂技术，在陶瓷

基体粉末中添加增韧剂、致密剂、细化剂

和增粘剂，通过机械手在材料（金属或合

金等）部件表面一次形成孔隙率低、组织

结构均匀和粘结强度大的超厚（≥2mm，可

以达到10mm以上）致密陶瓷涂层，得到

机械设备及部件的表面耐磨、耐腐蚀、导

电或绝缘、以及耐高温氧化超厚涂层。在

发挥基体材料性能的基础上，可以充分发

挥陶瓷涂层的特性，延长部件寿命，节省

基体材料成本，同时扩大机械部件等的材

料选择范围。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种金属材料表面的陶瓷涂层，其特征在于：所述陶瓷涂层由陶瓷材料和添加剂

制备得到，在陶瓷涂层中陶瓷材料为50-90重量份，添加剂为10-50重量份；

所述添加剂包括陶瓷增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂，在添加剂中陶瓷增韧剂

的质量百分比为0.3～40％，致密化剂的质量百分比为0.5～35％，细化剂的质量百

分比为0.8～35％，增粘剂的质量百分比为0.5～30％；

所述陶瓷材料为氧化物陶瓷材料、非氧化物陶瓷材料或者金属陶瓷材料；

所述陶瓷增韧剂为硼化钛、碳化钛、氧化铝、稀土氧化物、氧化钛中的一种和铁、

钼、铜中的一种按比例9:1或8:2混合得到；

所述致密剂为高岭石、蒙脱石、地开石中的一种或多种按任意比例混合得到；

所述晶粒细化剂为氧化镁、氧化钙、氧化钡中的一种或多种按任意比例混合得到；

所述增粘剂粉末为氧化亚铜粉末、氧化亚铁、、硅化铁、锰铁粉、钼铁粉、黄铜粉

中的一种或多种按任意比例混合得到。

2.根据权利要求1所述的金属材料表面的陶瓷涂层，其特征在于：所述陶瓷粉末的

粒度为0.05-60μm；陶瓷增韧剂、致密化剂、细化剂、增粘剂的粒度为0.1-1μm。

3.权利要求1所述金属材料表面陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：具体包括以下

步骤：

（1）称取各原料，采用喷雾干燥法、烧结破碎法或机械球磨法的任意一种方法进

行破碎，制成含有增韧剂、致密剂、晶体细化剂、增粘剂的陶瓷粉末；

（2）对待喷涂的金属基材进行喷砂粗糙处理，然后利用干燥空气对喷砂后的基材

表面进行洁净处理；

（3）将步骤（1）得到的干燥粉末送入热喷涂系统的送粉器内，其中，送粉器送粉

气体为Ar，气体流量为30-60L/min；然后设置机械手控制喷嘴与金属基材的喷涂

距离为5-11cm，喷嘴的移动速度为0.001-0.05m/s；

（4）设置等离子喷涂工艺参数，启动热喷涂系统和机械手，在工件表面喷涂覆盖

一次后得到陶瓷涂层。

4.根据权利要求1所述金属材料表面陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2）

中所述喷砂粗糙处理过程中使用的沙粒材料为：白刚玉、棕刚玉或锆刚玉，沙粒的

粒度为18-25μm。

5.根据权利要求1所述金属材料表面陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：步骤（4）

中的所述等离子喷涂工艺参数为：氩气的气流量为90-130L/min，氮气的气流量为

5-30L/min，工作电流为350-450A，工作电压为120-150V。