一種熱噴塗用AgZnCu合金粉末及製備方法
2023-04-24 18:39:21
專利名稱：一種熱噴塗用AgZnCu合金粉末及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種塗層材料。特別是涉及一種製備流程簡單，塗層工藝過程易控制， 噴塗質量穩定，綜合製備成本較低的AgaiCu塗層材料及塗層製備技術。
背景技術：
為了提高發動機的效率、降低油耗，應儘量減小各部件之間的間隙，封嚴技術成為提高發動機性能的重要手段，目前新型發動機上許多封嚴部位採用銀銅合金封嚴塗層。採用銀銅合金塗層主要是因為該合金導熱性好、硬度低，具有良好的潤滑特性和塑性，在摩擦過程中塗層產生的粉塵少，對要求減少粉塵和起封嚴作用的部位是很有利的。 但是目前採用銀銅塗層的部件存在一次噴塗合格率偏低，返工率達40%等問題，主要原因是塗層結合強度低，塗層在後續加工過程中常有脫落現象，影響生產進度，這已成為制約發動機部件批量生產的主要問題。解決上述問題的較好方法是採用AgaiCu合金梯度封嚴塗層。該塗層用於氣路和油路封嚴，可使封嚴塗層的硬度小於HVa il25，結合強度大於27MPa，從而較好的滿足對銀基合金封嚴層的硬度和結合強度的要求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種製備流程簡單，塗層工藝過程易控制，噴塗質量穩定，綜合製備成本較低的AgaiCu塗層材料及塗層製備技術。本發明首先提供了一種AgaiCu塗層材料，該AgaiCu塗層材料為AgaiCu合金粉末，其成份為銀10 30wt%，鋅10 30wt%，銅餘量，其粒度為25 150 μ m。其主體粒度為40 120 μ m,主體粒度指該粒度範圍粉末佔總量的50wt%以上。製備本發明的AgaiCu塗層材料的方法包括下述步驟
1)取金屬材料銀10 30wt%，鋅10 30wt%，銅餘量，或選擇銀10 30wt%，鋅 10 30wt%，銅餘量的銀鋅銅合金；
2)將所選原料放入真空熔煉坩堝中，通過真空感應熔煉、惰性氣體霧化技術獲得 AgZnCu合金粉末；
3)進行篩分或分級，從而製備出粉末粒度為25 150μ m，主體粒度在40 120 μ m範圍內的塗層材料AgSiCu合金粉末。其中採用了真空熔煉工藝和限制性、大霧化錐角的環縫式噴嘴(霧化錐角為 45^75° )、低壓惰性氣體霧化的方法製備AgaiCu合金粉末。具體工藝參數為
(1)採用中頻感應對氣體霧化設備加熱，升溫至650 1050°C，保溫6 25分鐘；
(2)霧化氣體為氮氣或氬氣，霧化錐角為45 75°，霧化壓力為1 2.2MPa。本發明還提供一種採用本發明AgZnCu塗層材料製備AgSiCu塗層的方法，其採用低壓等離子噴塗工藝，其製備AgaiCu塗層的工藝參數為弧電流< 650A ；弧電壓< 90V ；氬氣為主氣，壓力為0. 4 1. OMPa ；氫氣為輔氣，流量為20 60L/min ；送粉速度10 IOOg/
3min ；噴塗距離150mm 250mm。其中氬氣和氫氣的混合氣為等離子氣體，主要作用為生成等離子體。其中氬氣為主氣，氫氣的加入主要是為了提高等離子弧電壓。本發明的AgaiCu塗層材料及塗層製備技術的特點是，綜合製備成本較低，粉末製備流程簡單，塗層工藝過程易控制，銀鋅銅合金粉末塗層材料的特點在於可以採用等離子工藝噴塗，噴塗質量穩定，製取的塗層可用於航空、航天等領域的關鍵部件、發動機等。
圖1為本發明的AgaiCu合金粉末製備工藝流程圖。圖2是採用本發明製備的AgaiCu合金粉末形貌掃描電子顯微鏡SEM的效果圖。
具體實施例方式本發明的工藝路線如圖1所示。1.塗層材料的製備
本發明的AgaiCu塗層材料的製備方法，包括有如下步驟
1)取金屬材料銀10 30wt%，鋅10 30wt%，銅餘量，或選擇銀10 30wt%，鋅 10 30wt%，銅餘量的銀鋅銅合金；
2)將所選原料放入真空熔煉坩堝中，通過真空感應熔煉、惰性氣體霧化技術獲得 AgZnCu合金粉末；
所述的氣體霧化技術是利用中頻感應對氣體霧化設備加熱，升溫至650 1050°C，保溫6 25分鐘，採用在真空下精煉並惰性氣體霧化的方式製備AgaiCu合金粉末；
所述的氣體霧化中的工藝參數為霧化氣體為氮氣或氬氣，霧化壓力為1 2. 2MPa ；
3)進行篩分或分級，從而製備出粉末粒度為25 150μ m,主體在40 120 μ m範圍內的塗層材料AgSiCu合金粉末。圖2是採用本發明製備的AgaiCu合金粉末形貌掃描電子顯微鏡SEM的效果圖。從圖2中可以看出，本發明製備得到的AgaiCu合金粉末粒度在25 150 μ m的範圍內。2.塗層製備方法
技術領域：
本發明的採用AgaiCu塗層材料製備AgaiCu塗層的技術，是採用低壓等離子工藝，其製備銀鋅銅塗層的工藝參數為弧電流彡650A ；弧電壓彡90V ；氬氣壓力0. 4 1. OMPa ；氫氣流量20 60L/min ；送粉速度10 100g/min ；噴塗距離150mm 250mm。下面結合實施例詳細說明本發明的具體實施方式
，但本發明的實施例並不局限於下述實施例。實施例1
取金屬材料Ag :28wt %，Zn :20wt % ；Cu 餘量。放入真空霧化設備中，利用中頻感應加熱，當溫度加熱至930°C時，保溫10 20分鐘，待合金液均勻化後，利用氬氣霧化，霧化工藝參數為霧化壓力為1. SMPa，霧化器角度為60°，獲得AgSiCu合金粉末。進行分級製備出塗層材料銀銅合金粉末粒度為3纊104μπι，主體在53、9μπι。從而製備出塗層材料銀鋅銅合金粉末。採用低壓等離子噴塗AgaiCu合金粉末，噴塗工藝參數為弧電流600Α;弧電壓 65V ；氫氣壓力0. 55MPa ；氫氣流量36L / min ；送粉速度62g / min ；噴塗距離180mm。
塗層結合強度31. 2MPa，塗層硬度HVaiIOl,孔隙率0. 36%，氧含量彡0. 18wt%。實施例2
取合金成分Ag:20wt %，Zn :28wt % ;Cu 餘量。放入真空霧化設備中，利用中頻感應加熱，當溫度加熱至930°C時，保溫10 20分鐘，待合金液均勻化後，利用氬氣霧化，霧化工藝參數為霧化壓力為2. OMPa,霧化器角度為60°，獲得AgSiCu合金粉末。進行分級製備出塗層材料銀銅合金粉末粒度為28 89μπι，主體在38飛Ιμπι。從而製備出塗層材料銀鋅銅合金粉末。採用大氣等離子噴塗AgSiCu合金粉末，噴塗工藝參數為弧電流580Α;弧電壓 70V ；氫氣壓力0. 58MPa ；氫氣流量42L / min ；送粉速度68g / min ；噴塗距離190mm。塗層結合強度30. 5MPa,塗層硬度HVa ,92. 4，孔隙率0. 46%，氧含量≤0. 23wt%。
權利要求
1.一種AgaiCu塗層材料，該AgaiCu塗層材料為AgaiCu合金粉末，其特徵在於，其成份為銀10 30wt%，鋅10 30wt%，銅餘量，其粒度為25 150 μ m。
2.根據權利要求1所述的AgaiCu塗層材料，其特徵在於，其主體粒度為40 120μ m， 主體粒度指該粒度範圍粉末佔總量的50wt%以上。
3.一種製備權利要求1所述的AgaiCu塗層材料的方法，其特徵在於，包括有如下步驟1)取金屬材料銀10 30wt%，鋅10 30wt%，銅餘量；或選擇含銀10 30wt%， 鋅10 30wt%，銅餘量的銀鋅銅合金；2)將所選原料放入真空熔煉坩堝中，通過真空感應熔煉、惰性氣體霧化技術獲得 AgZnCu合金粉末；3)進行篩分或分級，從而製備出粉末粒度為25 150μπι的AgSiCu合金粉末。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述的真空惰性氣體霧化技術是利用中頻感應對氣體霧化設備加熱，升溫至650 1050°C，保溫6 25分鐘，採用在真空下精煉並惰性氣體霧化的方式製備AgaiCu合金粉末。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，所述的氣體霧化中的工藝參數為 霧化氣體為氮氣或氬氣，霧化錐角為45 75°，霧化壓力為1 2. 2MPa。
6.一種採用權利要求1或2的AgaiCu塗層材料製備AgaiCu塗層的方法，其特徵在於，採用低壓等離子噴塗工藝，其製備AgaiCu塗層的工藝參數為弧電流彡650A;弧電壓 (90V ；氬氣壓力0. 4 1. OMPa ；氫氣流量20 60L/min ；送粉速度10 100g/min ；噴塗距離 150mm 250mm。
7.根據權利6所述的方法，其特徵在於，由AgaiCu塗層材料製備的塗層結合強度彡27MPa，硬度彡HVai125，孔隙率彡0. 5%，氧含量彡0. 3wt%。
8.一種由權利要求6的方法製備得到的AgSiCu塗層，其特徵在於該塗層的結合強度彡27MPa，硬度彡HVai125，孔隙率彡0. 5%，氧含量彡0. 3wt%。
9.一種由權利要求1或2的AgaiCu塗層材料製備得到的AgaiCu塗層，其特徵在於，該塗層的結合強度彡27MPa，硬度彡HVai125，孔隙率彡0. 5%，氧含量彡0. 3wt%。
10.根據權利要求9的AgaiCu塗層，其特徵在於，該塗層採用低壓等離子噴塗工藝製備得到。
全文摘要
本發明涉及了一種熱噴塗用AgZnCu合金粉末及製備方法，其採用真空熔煉—惰氣霧化方法製備AgZnCu銅基合金粉末，成分為銀10～30wt%，鋅10～30wt%，氧≤400ppm；粒度為25～150μm，主體粒度在40～120μm範圍內。採用低壓等離子噴塗後塗層性能達到結合強度≥27MPa，硬度≤HV0.1125，孔隙率≤0.5%，氧含量≤0.3wt%。解決了鋅成分難以控制、氧含量超標等技術問題。該粉末可應用於航空發動機零件端面密封、軟支撐低磨耗減摩塗層的製備，熱噴塗工藝適應性及塗層性能指標優於現在使用的AgCu合金塗層。
文檔編號C23C4/08GK102162078SQ201110077610
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者任先京, 張淑婷, 朱成才, 王輝, 田玉亮, 石長江, 謝建剛, 陸在平 申請人:北京礦冶研究總院