专利名称：一种火焰喷涂用柔性线材及制备方法
技术领域：
本发明涉及表面防护技术领域，具体地说是一种火焰喷涂用柔性线材及制备方法。
背景技术：
热喷涂是一种修复和表面防护技术。它是利用氧一乙炔焰、电弧、等离子弧、爆炸波等产生的热源，将各种喷涂材料如金属、陶瓷、金属加陶瓷、塑料等，瞬间加热到塑态或熔融态，高速喷涂并沉积到经过预处理的零部件表面，形成涂层的一种表面加工方法。随着现代航空发动机的发展，对其性能的要求也越来越高。特别是制备一种火焰喷涂用的柔性线材，这种线材以硅橡胶为成型剂，线材中含有金属组分和陶瓷组分。由于这两种组分性能差异很大，如粒度、流动性能等，特别是在材料密度方面，金属材料的密度远大于陶瓷材料。因此，在涂层制备的粉料输送过程中，两种组分容易产生成分偏析，从而造成涂层微区成分的不均匀和性能的不稳定。由于金属过渡层与陶瓷面层之间存在明显界面而易于剥落，导致涂层失效的缺点。鉴于这种情况，仅仅通过两种粉末材料的简单混合，进行涂层的制备难以满足要求。
发明内容
为了克服上述不足，解决两种组分的均匀混合与相互分散问题，本发明采用了一种火焰喷涂用柔性线材及制备方法，所述火焰喷涂用柔性线材按下述重量百分比混合而成有机成型剂为8～16％、金属组分为42～46％及陶瓷组分为42～46％。
所述柔性线材的制备方法是按照上述配比、通过下述步骤实现的1、材料预备有机成型剂可采用硅橡胶，这种成型剂在室温下为液态，在成型过程中无须加热、加压即可发生固化，使用温度范围在-60～250℃；金属组分是通过气雾化法制备的合金粉末，主要成分为Ni、Al、W；陶瓷组分主要为氧化铝和氧化铬，主晶相为α-Al2O3，通过高温烧结方法进行陶瓷材料的制备。
在线材中，金属组分与陶瓷组分以微细颗粒形式进行混合，以实现线材组分的均匀一致性。为了保证涂层的性能，对这两种组分的粒度要进行严格的控制。
2、线材制备将上述有机成型剂、金属组分和陶瓷组分，在进行线材压制之前，先要进行金属组分与陶瓷组分的预混，然后再与成型剂混合。由于成型剂用量相对较少，因此为了实现金属组分与陶瓷组分在成型剂中的均匀分散，要采取强制混合方式。把混合具有良好塑性的混合料放入模具中，控制挤压设备的压制速度，保持线材盘绕速度与之同步，以保证线材能够均匀压出和缠绕。为了提高线材强度，要进行硫化和干燥。首先，线材自然硫化5～6小时，然后在130～150℃下进行烘干处理。压制完成后，要对线材的成分进行检测，线材成分要符合产品要求。检测合格后，进行封装保存。
本发明的特点所述的柔性线材具有防腐、耐磨、减磨、抗高温、抗氧化、隔热等性能。由于在进行线材压制之前，先要进行金属组分与陶瓷组分的预混，然后再与成型剂混合，克服了两种组分容易产生成分偏析，所造成涂层微区成分的不均匀和性能的不稳定。有效解决了两种组分的均匀混合与相互分散问题，进而保证了涂层的性能。采用这种线材制备的涂层，具有多层结构特性，从而缓冲了底层与面层之间的过渡，有效改善了传统双层结构中，由于金属过渡层与陶瓷面层之间存在明显界面而易于剥落，导致涂层失效的缺点。
图1火焰喷涂用柔性线材的制备方法流程图
具体实施例方式参照图1，火焰喷涂用柔性线材及制备方法是按有机成型剂为8～16％、金属组分为42～46％及陶瓷组分为42～46％混合而成的，其制备方法通过下述步骤实现材料预备本发明所选用的有机成型剂是一种硅橡胶。这种成型剂在室温下为液态，在成型过程中无须加热、加压即可发生固化，工艺操作极为方便，使用温度范围在-60～250℃。
表一硅橡胶的一些主要性能指标
本发明采用的金属组分，是通过气雾化法制备的合金粉末，主要成分为Ni、Al、W，陶瓷组分主要为氧化铝和氧化铬，主晶相为α-Al2O3，通过高温烧结方法进行陶瓷材料的制备。在线材中，金属组分与陶瓷组分以微细颗粒形式进行混合，以实现线材组分的均匀一致性。为了保证涂层的性能，对这两种组分的粒度要进行严格的控制。
表二金属组分化学成分
表三金属粉粒度
表四陶瓷粉料化学成分
表五陶瓷粉料粒度
线材制备本发明所研制的线材，组分包括有机成型剂、金属组分和陶瓷组分。
表六线材的成分配比
为了保证涂层性能，线材成分的均匀分布至关重要。
在进行线材压制之前，先要进行金属组分与陶瓷组分的预混，然后再与成型剂混合。由于成型剂用量相对较少，因此为了实现金属组分与陶瓷组分在成型剂中的均匀分散，要采取强制混合方式。
把具有良好塑性的混合料放入模具中，控制挤压设备的压制速度，及与之相配的线材盘绕速度，保证线材能够均匀压出和缠绕。
为了提高线材强度，要进行适当的硫化和干燥。首先，线材自然硫化验室5～6小时，然后在130～150℃下进行烘干处理。
压制完成后，要对线材的成分进行检测，线材成分要符合产品要求。检测合格后，进行封装保存。
线材直径控制在4.0～4.3mm，同时要求表面光滑，从而满足火焰喷涂工艺的要求。为了制备合格的线材，模具的设计加工非常重要，模具要求具有较高的精度。在线材压制过程中，混料时间的掌握、压制速度的控制等也是非常重要的影响因素。
实施例1成分配比
线材压制
实施例2成分配比
线材压制
实施例3成分配比
线材压制
实施例4成分配比
线材压制
实施例5成分配比
线材压制
权利要求
1.一种火焰喷涂用柔性线材，其特征在于，它是按下述重量百分比混合而成有机成型剂为8～16％、金属组分为42～46％及陶瓷组分为42～46％。
2.根据权利要求1所述的一种火焰喷涂用柔性线材，其特征在于，它是按下述重量百分比混合而成有机成型剂为8％、金属组分为46％及陶瓷组分为46％。
3.根据权利要求1所述的一种火焰喷涂用柔性线材，其特征在于，它是按下述重量百分比混合而成有机成型剂为9％、金属组分为45.5％及陶瓷组分为45.5％。
4.根据权利要求1所述的一种火焰喷涂用柔性线材，其特征在于，它是按下述重量百分比混合而成有机成型剂为12％、金属组分为44％及陶瓷组分为44％。
5.根据权利要求1所述的一种火焰喷涂用柔性线材，其特征在于，它是按下述重量百分比混合而成有机成型剂为13％、金属组分为43.5％及陶瓷组分为43.5％。
6.根据权利要求1所述的一种火焰喷涂用柔性线材，其特征在于，它是按下述重量百分比混合而成有机成型剂为16％、金属组分为42％及陶瓷组分为42％。
7.根据权利要求1-6中所述的任意一种火焰喷涂用柔性线材，其特征在于，所述有机成型剂可采用硅橡胶；所述金属组分的主要成分为Ni、Al、W；所述陶瓷组分主要为氧化铝和氧化铬，主晶相为α-Al2O3。
8.如权利要求1-6中所述的任意一种火焰喷涂用柔性线材的制备方法，是通过下述步骤实现的1、材料预备采用硅橡胶作为有机成型剂；这种成型剂在室温下为液态，在成型过程中无须加热、加压即可固化；金属组分是通过气雾化法制备的合金粉末，主要成分为Ni、Al、W；陶瓷组分主要成分为氧化铝和氧化铬，主晶相为α-Al2O3，通过高温烧结方法进行陶瓷材料的制备。在线材中，金属组分与陶瓷组分以微细颗粒形式进行混合，以实现线材组分的均匀一致性，为了保证涂层的性能，对这两种组分的粒度要进行严格的控制。2、线材制备将上述有机成型剂、金属组分和陶瓷组分，在进行线材压制之前，先要进行金属组分与陶瓷组分的预混，然后再与成型剂混合。由于成型剂用量相对较少，为实现金属组分与陶瓷组分在成型剂中的均匀分散，要采取强制混合方式。材料混匀后放入模具中，控制挤压设备的压制速度，保持线材盘绕速度与之同步，保证线材能够均匀压出和缠绕。为了提高线材强度，要进行硫化和干燥。首先，线材自然硫化5～6小时，然后在130～150℃下进行烘干处理。压制完成后，要对线材的成分进行检测，线材成分要符合产品要求，检测合格后，进行封装保存。
全文摘要
一种火焰喷涂用柔性线材及制备方法，所述柔性线材按下述重量百分比混合而成有机成型剂为8～16％、金属组分为42～46％及陶瓷组分为42～46％。所述柔性线材的制备方法按照上述配比、由下述步骤实现有机成型剂采用硅橡胶，在室温下无须加热、加压即可固化；在线材压制之前，先进行金属组分与陶瓷组分的预混，再与成型剂混合。把混合料放入模具中，控制挤压设备的压制速度，保持线材盘绕速度与之同步，以保证线材能够均匀压出和缠绕。最后进行适当的硫化和干燥。特点所述的柔性线材具有防腐、耐磨、减磨、抗高温、抗氧化、隔热等性能。克服了两种组分容易产生成分偏析，所造成涂层微区成分的不均匀和性能的不稳定。有效解决了两种组分的均匀混合与相互分散问题，进而保证了涂层的性能。
文档编号C23C4/04GK1775995SQ20051004785
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者韩绍娟, 许壮志, 杨秋生, 王世林, 张全河, 唐德利, 薛健, 初小葵 申请人:辽宁省轻工科学研究院