一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬陶瓷涂層材料技術領域，具體涉及一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層及其制作方法。
【背景技術】
[0002]近年來陶瓷涂層材料是受到廣泛關注的陶瓷材料，傳統(tǒng)的陶瓷材料具有較大的脆性，不利于陶瓷材料的進一步加工，也導致陶瓷材料在諸多領域的性能略顯不足。金屬陶瓷涂層是一種既有金屬良好的強韌性，又有陶瓷的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)點的復合涂層。因此，金屬陶瓷涂層在航空、航天等許多領域中獲得重要的應用，諸如承受高速、高溫燃氣沖刷等復雜、惡劣工況條件的火箭發(fā)動機部件，通過涂覆金屬陶瓷涂層可獲得有效防護?，F(xiàn)有技術中制備的金屬陶瓷涂層在實際應用中存在功能單一成本高、韌性小、強度低、適涂性差等諸多缺陷，限制了金屬陶瓷涂層的使用范圍和應用領域，不利于企業(yè)節(jié)能綠色發(fā)展的目標的實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術的不足。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層，其特征在于，由下列重量份的原料制成:納米二氧化鈰15-21、鎳粉39-43、高密度聚乙烯4-6、硼粉18-23、氧化鈷14-16、氧化鉺13-15、十二烷基硫酸鈉3-5、納米硼纖維4-6、廢糖蜜6-9、棕櫚油4-7、乙酸正丁酯7_9、適量水。
[0005]所述的一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
(1)將納米二氧化鈰于614-725°C高溫處理30-50分鐘，迅速經(jīng)液氮冷卻至室溫，加入十二烷基硫酸鈉及適量水超聲波震蕩20-40分鐘噴霧干燥，加入乙酸正丁酯攪拌混勻，常溫下攪拌5-8h，烘干至恒重；
(2)將氧化鈷加入到球磨機中，噴入霧狀的棕櫚油拌勻，加入廢糖蜜，在常溫下，進行球磨、混合、打散，制得改性氧化鈷；
(3)將改性氧化鈷、氧化鉺經(jīng)1570-1630°C高溫煅燒2_4小時，冷卻加入納米硼纖維研磨至200-300目；
(4)將步驟(1)、(3)反應物料攪拌混勻，加入鎳粉、硼粉于1100-1200°C高溫煅燒3_6小時，冷卻至室溫，放入球磨機中加入其它剩余成分研磨1-2小時，加入適量水調制成料漿，涂覆在干燥后的樣品表面上，自然干燥24h，然后120°C干燥12h，最后1050°C燒制5min即可。
[0006]本發(fā)明有以下有益效果:本發(fā)明選用金屬鎳為金屬基，采用氧化鈷、氧化鉺等難熔物作為陶瓷相制得的陶瓷涂層涂覆在基體金屬表面上，基體金屬中的合金元素會向界面處擴散，與涂層中的N1等物質發(fā)生:N1 + M - MO + Ni等界面反應，還原沉淀的活性鎳原子與基體金屬M形成Ni — M金屬鍵，從而提高了金屬陶瓷涂層與基體金屬的密著性，而稀土納米二氧化鈰由于活性高能加強其對吸附分子間的原子軌道交互作用，對這些反應起到了促進作用，能較快地建立密著，添加的硼粉與鎳粉結合可增強涂層的滲透性，本發(fā)明制備工藝簡單，所制備的涂層抗沖擊性強、耐磨防腐性優(yōu)，可應用于不同形狀或不同大小的金屬基體表面。
【具體實施方式】
[0007]所述的一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層，其特征在于，由下列重量份的原料制成:納米二氧化鈰16、鎳粉43、高密度聚乙烯6、硼粉22、氧化鈷15、氧化鉺14、十二烷基硫酸鈉3、納米硼纖維6、廢糖蜜8、棕櫚油7、乙酸正丁酯8、適量水。
[0008]制作方法包括以下步驟:
(1)將納米二氧化鈰于614-725°c高溫處理30-50分鐘，迅速經(jīng)液氮冷卻至室溫，加入十二烷基硫酸鈉及適量水超聲波震蕩20-40分鐘噴霧干燥，加入乙酸正丁酯攪拌混勻，常溫下攪拌5-8h，烘干至恒重；
(2)將氧化鈷加入到球磨機中，噴入霧狀的棕櫚油拌勻，加入廢糖蜜，在常溫下，進行球磨、混合、打散，制得改性氧化鈷；
(3)將改性氧化鈷、氧化鉺經(jīng)1570-1630°C高溫煅燒2_4小時，冷卻加入納米硼纖維研磨至200-300目；
(4)將步驟(1)、(3)反應物料攪拌混勻，加入鎳粉、硼粉于1100-1200°C高溫煅燒3_6小時，冷卻至室溫，放入球磨機中加入其它剩余成分研磨1-2小時，加入適量水調制成料漿，涂覆在干燥后的樣品表面上，自然干燥24h，然后120°C干燥12h，最后1050°C燒制5min即可。
[0009]使用本發(fā)明生產(chǎn)的金屬鎳陶瓷涂層的技術參數(shù)指標如下:
(O涂覆性能佳、抗沖擊，涂層與基體金屬之間的結合力強不易脫落；
(2)抗冷熱循環(huán)(室溫-900°C)能力良好；
(3)軟化起始溫度提高了17.2°C ;
(4)本發(fā)明的耐磨性提高了1.4倍。
【主權項】
1.一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層，其特征在于，由下列重量份的原料制成:納米二氧化鈰15-21、鎳粉39-43、高密度聚乙烯4_6、硼粉18-23、氧化鈷14-16、氧化鉺13-15、十二烷基硫酸鈉3-5、納米硼纖維4-6、廢糖蜜6-9、棕櫚油4-7、乙酸正丁酯7_9、適量水。2.根據(jù)權利要求1所述的一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將納米二氧化鈰于614-725°C高溫處理30-50分鐘，迅速經(jīng)液氮冷卻至室溫，加入十二烷基硫酸鈉及適量水超聲波震蕩20-40分鐘噴霧干燥，加入乙酸正丁酯攪拌混勻，常溫下攪拌5-8h，烘干至恒重； (2)將氧化鈷加入到球磨機中，噴入霧狀的棕櫚油拌勻，加入廢糖蜜，在常溫下，進行球磨、混合、打散，制得改性氧化鈷； (3)將改性氧化鈷、氧化鉺經(jīng)1570-1630°C高溫煅燒2_4小時，冷卻加入納米硼纖維研磨至200-300目； (4)將步驟(1)、(3)反應物料攪拌混勻，加入鎳粉、硼粉于1100-1200°C高溫煅燒3_6小時，冷卻至室溫，放入球磨機中加入其它剩余成分研磨1-2小時，加入適量水調制成料漿，涂覆在干燥后的樣品表面上，自然干燥24h，然后120°C干燥12h，最后1050°C燒制5min即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗沖擊的金屬鎳陶瓷涂層，選用金屬鎳為金屬基，采用氧化鈷、氧化鉺等難熔物作為陶瓷相制得的陶瓷涂層涂覆在基體金屬表面上，基體金屬中的合金元素會向界面處擴散，與涂層中的NiO等物質發(fā)生：NiO＋M→MO＋Ni等界面反應，還原沉淀的活性鎳原子與基體金屬M形成Ni－M金屬鍵，從而提高了金屬陶瓷涂層與基體金屬的密著性，而稀土納米二氧化鈰由于活性高能加強其對吸附分子間的原子軌道交互作用，對這些反應起到了促進作用，能較快地建立密著，添加的硼粉與鎳粉結合可增強涂層的滲透性，本發(fā)明制備工藝簡單，所制備的涂層抗沖擊性強、耐磨防腐性優(yōu)，可應用于不同形狀或不同大小的金屬基體表面。
【IPC分類】C23C24/00
【公開號】CN105039959
【申請?zhí)枴緾N201510453096
【發(fā)明人】邢寶山, 陳坤, 盧佩慶
【申請人】蚌埠凱盛工程技術有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月29日