CN107201492A - 一种等离子喷涂制备Mo‑Re涂层的方法 - Google Patents

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高凯雄
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Abstract

本发明公开了一种等离子喷涂制备Mo‑Re涂层的方法。本发明通过等离子喷涂技术，将Mo、Re两种金属粉末机械合金化后，对需要喷涂的工件表面进行处理，然后在氩气和氢气作用下进行喷涂，来实现耐磨涂层的制备。本发明所制备的耐磨涂层，具有高硬度、耐腐蚀、低摩擦等优异的综合性能，可大幅提高机械部件使用寿命。

Description

一种等离子喷涂制备Mo-Re涂层的方法
技术领域
本发明涉及一种等离子喷涂制备Mo-Re涂层的方法，属于热喷涂技术、表面技术等领域。
背景技术
随着的社会科技发展以及航空、航海、工业对机械运行环境要求愈发极端，机械运动部件面临着严重的摩擦磨损问题，因此需要高性能的耐磨耐蚀涂层提供保障。另一方面，目前各行各业机械正朝着长寿命、高稳定的方向发展，对设备涂层的性能要求日益提高。而目前所采用的涂层材料和技术都是上世纪70、80年代发展起来的，在可靠性、长寿命、超低摩擦等方面已经不能满足使用要求。近些年适用于极端工况下涂层材料的耐磨和长寿命是关键技术。
等离子喷涂作为成熟且应用广泛的喷涂技术有着极佳的潜力及市场，其高速的离子流以及保护气的作用下，可以使涂层具有较好的组织和性能。
钼是具有重要战略意义的稀有难熔金属，其熔点高、强度大、硬度高、耐磨性和导热导电性好，此外，Mo膨胀系数小、具有良好的耐蚀性能，同时为减磨材料，因而广泛应用于冶金、机械、石油、化工、电子、核工业等诸多领域。
Re是高熔点金属之一，熔点为3180℃。可用来制造电灯丝、人造卫星和火箭的外壳、原子反应堆的防护板等，化学上用做催化剂。
Mo-Re合金具有良好的高温强度和塑性，可加工成板、片、线、丝、棒，用于制造加热元件、工件、灯泡、X射线器械和医疗器械。
发明内容
本发明主要是针对目前迫切需要的高硬度、耐磨和耐蚀金属涂层的需求提供一种等离子喷涂制备Mo-Re涂层的方法。
本发明所述的Mo-Re涂层可用于金属表面的耐磨损和耐腐蚀。
一种等离子喷涂制备Mo-Re涂层的方法，其特征在于具体步骤为：
1）按质量百分比分别称取Mo粉60%~97%，Re粉3%~40%，以上组分质量百分比之和为100%，通过球磨机进行机械合金化处理使颗粒度为35~54μm，然后密封储存；
2）对待喷涂的工件表面除锈至表面光洁，然后对待喷涂的工件表面进行喷砂处理至喷涂部位全部均匀无反光；
3）采用等离子喷涂设备进行喷涂，喷涂过程中氩气为主要保护气，氢气作为防氧化气；将待喷涂的工件固定好，先送氩气，对喷枪内杂质进行喷除，然后通入氢气，进行喷涂；喷涂时的工艺参数为：喷涂距离70~150mm，工作电流350~450A，工作电压130~180V，Ar气速度100~150L/min，氢气速度10~20L/min，送粉量30~40g/min，喷涂枪体相对曲轴喷涂面移动速度10~100mm/s；
4）大气冷却或保温炉缓慢冷却。
所述Mo-Re涂层的厚度为0.5~0.15mm。
所述待喷涂的工件为Al、Fe、Ti、Ni、Cu或其合金。
所述喷砂选用24#棕刚玉，喷砂压力为0.1~0.5Mpa。
本发明所制备的耐磨涂层具有高硬度、耐腐蚀、低摩擦等优异的综合性能，可大幅提高机械部件使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1所得涂层的摩擦系数图。
图2为本发明实施例2所得涂层的摩擦系数图。
具体实施方式
实施例1
按质量百分比分别称取Mo粉97%，Re粉3%，通过球磨机进行机械合金化处理使其大部分颗粒度在35~54μm范围内，完成后及时密封储存；
取一块直径24mm，高8mm的圆柱体45号钢，对需要喷涂的工件表面除锈至表面光洁；
对需要喷涂的45号钢表面进行喷砂处理，喷砂选用24#棕刚玉，喷砂压力为0.25MPa，喷砂至喷涂部位全部均匀无反光；
采用等离子喷涂设备，具体喷涂参数如下：喷涂距离：100(mm)；电流：420（A）；电压：157（V）；氩气速度：150L/min；氢气速度：15L/min；送粉量：30g/min。
所述方法制备的Mo-Re合金涂层在常温下，载荷60N，摩擦时间30min，频率为25Hz的微动摩擦试验中，具有高硬度、耐磨、耐蚀的特性，且具有较低的摩擦系数。
实施例2
按质量百分比分别称取Mo粉60%，Re粉40%，通过球磨机进行机械合金化处理使其大部分颗粒度在35~54μm范围内，完成后及时密封储存；
取一块直径24mm，高8mm的圆柱体45号钢，对需要喷涂的工件表面除锈至表面光洁；
对需要喷涂的45号钢表面进行喷砂处理，喷砂选用24#棕刚玉，喷砂压力为0.20MPa，喷砂至喷涂部位全部均匀无反光；
采用等离子喷涂设备，具体喷涂参数如下：喷涂距离：100(mm)；电流：420（A）；电压：167（V）；氩气速度：150L/min；氢气速度：20L/min；送粉量：40g/min。
所述方法制备的Mo-Re合金涂层在常温下，载荷60N，摩擦时间30min，频率为25Hz的微动摩擦试验中，具有高硬度、耐磨、耐蚀的特性，且具有较低的摩擦系数。

Claims (4)

1.一种等离子喷涂制备Mo-Re涂层的方法，其特征在于具体步骤为：
1）按质量百分比分别称取Mo粉60%~97%，Re粉3%~40%，以上组分质量百分比之和为100%，通过球磨机进行机械合金化处理使颗粒度为35~54μm，然后密封储存；
2）对待喷涂的工件表面除锈至表面光洁，然后对待喷涂的工件表面进行喷砂处理至喷涂部位全部均匀无反光；
3）采用等离子喷涂设备进行喷涂，喷涂过程中氩气为主要保护气，氢气作为防氧化气；将待喷涂的工件固定好，先送氩气，对喷枪内杂质进行喷除，然后通入氢气，进行喷涂；喷涂时的工艺参数为：喷涂距离70~150mm，工作电流350~450A，工作电压130~180V，Ar气速度100~150L/min，氢气速度10~20L/min，送粉量30~40g/min，喷涂枪体相对曲轴喷涂面移动速度10~100mm/s；
4）大气冷却或保温炉缓慢冷却。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述Mo-Re涂层的厚度为0.5~0.15mm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述待喷涂的工件为Al、Fe、Ti、Ni、Cu或其合金。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述喷砂选用24#棕刚玉，喷砂压力为0.1~0.5Mpa。
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