[发明专利]一种无定形纤维为原料的表面涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种无定形纤维为原料的表面涂层的制备方法。包括以下步骤；1)取粒径为40‑60μm的镍基或铁基自熔性合金粉末和长度为70‑100nm的无定形SiO₂纤维状颗粒混合，前者和后者的质量比为7:3。2)将步骤1)中的混合粉末使用等离子喷涂方式制备涂层，得到纤维状涂层。3)将具有纤维状涂层的试样置于能够通入冷却水的加热炉中，随炉升温到950℃，升温速率10℃/min，保温10‑30min；随炉快速冷却至室温，冷却速率15℃/min，冷却后的纤维状涂层中出现树枝晶‑纤维的涂层组织。无定形的SiO₂纤维状颗粒的加入，得到纤维状结构的涂层，增加涂层强度和耐磨性能，用等离子喷涂及热处理后涂层中得到树枝晶‑纤维组织，树枝晶和无定形的SiO₂纤维交叉存在，增强了涂层强度和耐磨性。

技术领域

本发明涉及材料的表明处理领域，具体涉及一种无定形纤维为原料的表面涂层的制备方法。

背景技术

表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法，目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。现有的表面涂层一般采用金属粉末，普通的金属粉末涂层强度低，且耐磨性能差，不能满足使用需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种无定形纤维为原料的表面涂层的制备方法，以解决现有技术中存在的普通金属粉末涂层存在的耐磨性能差、强度低的问题。

为实现上述目的，本发明的一种无定形纤维为原料的表面涂层的制备方法采用如下技术方案：一种无定形纤维为原料的表面涂层的制备方法，包括以下步骤；

1)取粒径为40-60μm的镍基或铁基自熔性合金粉末和长度为70-100nm的无定形的SiO₂纤维状颗粒混合，得到混合粉末，前者和后者的质量比为7:3；

2)将步骤1)中的混合粉末使用等离子喷涂方式制备涂层，得到纤维状涂层；

3)将具有纤维状涂层的试样置于能够通入冷却水的加热炉中，随炉升温到950℃，升温速率10℃/min，保温10-30min；再随炉快速冷却至室温，冷却速率15℃/min，冷却后的纤维状涂层中出现树枝晶-纤维的涂层组织。

在步骤1)中的镍基或铁基自熔性合金粉末和无定形的SiO₂纤维状颗粒通过球磨机混合，球磨介质为酒精，酒精的添加量为混合粉末总质量的15％，得到粘稠状的上述混合粉末。

球磨时间为5-7h，球磨速率为80-100r/min。

步骤1)中的无定形的SiO₂纤维状颗粒由以下方法得到；

a)采用禾稼的杆和/或壳作为原料，经过洗涤去除表面杂质，并在100℃的干燥箱中干燥2h，得到干燥的原料；

b)将步骤a)中干燥后的原料在真空管加热炉中加热到850℃，升温速率为10℃/min，真空度为10^-1Pa，保温30min后取出，得到无定形的SiO₂材料；

c)将步骤b)中的得到的无定形SiO₂材料研磨成70-100nm长度的纤维状颗粒。

本发明的有益效果：材料选用粒径为40-60μm的镍基或铁基自熔性合金粉末和长度为70-100nm的无定形的SiO₂纤维状颗粒混合，镍基或铁基自熔性合金粉末颗粒为圆形或近圆形，用等离子喷涂的方式制备涂层，得到具有纤维状结构的涂层，可以增加涂层的强度和耐磨性能。热处理后涂层中得到树枝晶-纤维组织，树枝晶和无定形的SiO₂纤维交叉存在，大大增强了涂层的强度和耐磨性能。