[发明专利]一种热喷涂界面增强剂及其制备与使用方法

说明书

本发明公开一种热喷涂界面增强剂及其制备与使用方法，属于热喷涂技术领域，在金属铺展剂中添加防氧化剂、净化剂、增粘剂和混溶剂配制成界面增强剂后，将界面增强剂均匀涂覆在基材表面，再进行涂层喷涂，可以得到粘结更加牢固的涂层，使热喷涂领域涂层喷涂过程中杂质引入、界面容易氧化、界面缺陷、粘结不牢固、容易脱落的问题得到一定程度的解决。

技术领域

本发明属于热喷涂技术领域，涉及一种热喷涂界面增强剂及其制备与使用方法。

背景技术

随着社会的进步，对材料的性能要求越来越高，热喷涂涂层受到极大地重视，热喷涂技术被广泛运用于航天、航空、航海等领域。在热喷涂前，先要对基体表面进行喷砂表面粗糙化，在这过程中难免会引入一些对涂层特性和粘结性产生影响的杂质；在喷涂过程中，把喷涂材料利用等离子束、电弧或火焰加热到很高的温度，使其形成液态或黏熔态，利用高速压缩空气把熔融金属液滴高速喷涂到基材表面，这个过程中很容易发生氧化，从而影响了涂层的性能，另外液滴在与基材接触的瞬间，由于与基体材料物理化学特性完全不同，特别是晶体结构、原子键构等，很难实现金属小液滴在基材表面的铺展，从而加大了涂层界面缺陷、影响了涂层与基体的粘结性。热喷涂涂层与基体表面杂质引入、界面氧化、界面缺陷、粘结不牢固、容易脱落的现象，极大的影响了热喷涂涂层的性能，严重制约着热喷涂技术的运用与发展。

传统解决这类问题的方法有：

（1）解决喷涂前杂质引入的问题的措施主要是：在热喷涂前进行超声波清洗或者高压空气高速冲击等，该类方法成本过高、工艺复杂、加大了喷涂过程中的工作量。

（2）解决喷涂过程中结合界面金属熔融小颗粒氧化的问题的措施主要是：利用惰性气体保护或者抽低真空环境进行喷涂，该类方法不仅对喷涂车间和设备要求过高，而且对操作人员素质要求也很高。使喷涂工艺复杂，喷涂成本升高。

（3）针对喷涂过程中金属熔融小液滴与基体界面难以铺展，导致涂层与基体界面缺陷过多、粘结性下降的问题，目前还没有有效的解决措施。

喷涂前杂质引入、喷涂过程中结合界面金属熔融小颗粒氧化的问题，虽然出现了解决措施，但是工艺复杂，成本巨大。并且针对金属熔融小液滴与基体界面难以铺展，导致涂层与基体界面缺陷过多、粘结性下降的问题、还没有有效解决措施。因此针对上述的问题，需要一种快速简单制备高性能、高粘结性能的热喷涂涂层的方法。

发明内容

本发明要解决的问题是：热喷涂过程中涂层与基体表面杂质引入、界面容易氧化、界面缺陷、粘结不牢固、容易脱落的问题。

本发明目的及意义在于提供一种快速简单提高基体表面涂层特性和粘结性的界面增强剂及其制备与使用方法。

本发明在基体表面进行粗化、清洁处理后，在基体的待喷涂表面采用热喷涂技术（电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂等）或刷涂技术，均匀涂覆界面增强剂，然后再进行常规热喷涂，可以得到粘结更加牢固的涂层，且使热喷涂领域涂层喷涂过程中杂质引入、界面容易氧化、界面缺陷、粘结不牢固、容易脱落的问题得到一定程度的解决。

本发明提供一种热喷涂界面增强剂，界面增强剂由金属铺展剂、混溶剂和添加剂制备得到，界面增强剂中金属铺展剂20~45重量份，混溶剂20~45重量份，添加剂10~60重量份。

所述金属铺展剂为氟钛酸钾、氟锆酸钾、氟铝酸钾、氟钛酸铵、氟硅酸中的一种。

所述混溶剂为水，包括去离子水、蒸馏水。

所述添加剂由防氧化剂、净化剂和增粘剂组成，添加剂中防氧化剂的质量百分比为25~50%，净化剂的质量百分比为20~45%，增粘剂的质量百分比为5~30%。

所述防氧化剂为硼酸钠、硼酸钾、硼酸锂中的一种与硼砂、氟硼酸钾、氟硼酸钠中的一种组成的混合物，混合物中硼酸钠、硼酸钾或硼酸锂的质量百分比为70~80%，剩下的为硼砂、氟硼酸钾或氟硼酸钠中的一种。