一种钛合金搪瓷涂层材料及其制备方法 |
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申请号 | CN201510804657.8 | 申请日 | 2015-11-20 | 公开(公告)号 | CN105439450A | 公开(公告)日 | 2016-03-30 |
申请人 | 常熟市永达化工设备厂; | 发明人 | 单佳; 单永其; 张文斌; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种 钛 合金 搪瓷涂层材料及其制备方法,其基体材料采用TC4钛合金,搪瓷涂层配方组成为:SiO2:60~70,ZrO2:5~10,TiO2:3~5, B2O3:1~5,K2O:0.2~3,Sb2O3:0.5~1,SrO: 0.1~0.5,NiO:0.2~1,CoO:0~3,CuO:0.1~2.5,ZnO:0~2,CaO:0.2~3,Al2O3:0.5~2.5,MgO: 0.1~0.2,NaNO3:5~10;其制备方法步骤包括:搪瓷釉料的制备,料浆制备,基体预处理,浆料涂覆,胚体 烧结 。本发明的优点在于该钛合金搪瓷涂层材料700℃空气中 氧 化增重不大于0.05mg/cm2;在700℃加热保温后迅速冷却的冲击热震试验中,需重复试验60次方开始出现肉眼可见的裂纹;在高温熔融盐中热 腐蚀 超过120h仍未出现明显裂纹。 | ||||||
权利要求 | 1.一种钛合金搪瓷涂层材料,其特征在于:基体材料采用TC4钛合金,搪瓷涂层配方组成为: |
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说明书全文 | 一种钛合金搪瓷涂层材料及其制备方法技术领域背景技术[0002] 为了提高钛合金的抗高温氧化特性,在钛合金基体表面施加防护涂层就成为钛合金发展的新方向。钛合金表面的高温防护涂层大致可分为铝化物涂层、改性铝化物涂层、MCrAlY 包覆涂层和热障涂层四大类。 [0003] 搪瓷具有耐高温氧化、酸性环境热腐蚀,涂层和基体材料结合紧密,涂层热膨胀系数可调,热化学稳定性高,结构致密、抗腐蚀能力优异,同时涂层制备工艺简单,成本低等优点。但是普通的搪瓷耐受高温程度有限,所以通过在搪瓷原料中加入耐高温的氧化钇、氧化铈等稀土元素,从而提高搪瓷的耐高温氧化行为。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种钛合金搪瓷涂层材料及其制备方法,这种钛合金搪瓷涂层材料具有耐高温氧化和耐腐蚀的作用。 [0005] 为了实现上述目的,本发明的技术方案是如下:钛合金搪瓷涂层材料,基体材料采用TC4钛合金,搪瓷涂层配方组成为:SiO2: 60~70,ZrO2: 5~10,TiO2: 3~5, B2O3: 1~5,K2O: 0.2~3,Sb2O3: 0.5~1,SrO: 0.1~0.5,NiO: 0.2~1,CoO: 0~3,CuO: 0.1~2.5,ZnO: 0~2,CaO: 0.2~3,Al2O3: 0.5~2.5,MgO: 0.1~0.2,NaNO3: 5~10。 [0006] 钛合金搪瓷涂层材料的制备方法如下:1)搪瓷釉料的制备,将制备搪瓷釉料的组成按配比称重并通过机械充分混合,之后放入刚玉钳埚中,在箱式高温炉中于1400℃熔炼,直至熔体具有光滑表面时,将熔融的混合物倒入冷水中,冷淬为搪瓷釉料; 2)料浆制备,将上述制得搪瓷釉料中加入黏土、氧化镍、无水乙醇,,配比为搪瓷釉料 60%,黏土5%,氧化镍5%,无水乙醇30%,球磨100h得到釉浆; 3)基体预处理,水磨砂纸打磨基体表面,之后在丙酮中超声清洗0.5h; 4)浆料涂覆,采用高压喷枪将釉浆喷涂到预处理后的基体上,在70~80℃之间进行干燥,最终得到基体表面形成均匀粉状覆盖层的胚体; 5)胚体烧结,干燥后的胚体置于耐火砖上,在箱式炉中于950烧结1h。 [0007] 本发明的优点和有益效果在于:该钛合金搪瓷涂层材料700℃空气中氧化增重不大于0.05mg/cm2;在700℃加热保温后迅速冷却的冲击热震试验中,需重复试验60次方开始出现肉眼可见的裂纹;在高温熔融盐中热腐蚀超过120h仍未出现明显裂纹。 具体实施方式[0008] 下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。 [0009] 实施例1钛合金搪瓷涂层材料,基体材料采用TC4钛合金,搪瓷涂层配方组成为:SiO2: 65,ZrO2: 8,TiO2: 5, B2O3: 4,K2O: 0.2,Sb2O3: 0.5,SrO: 0.2,NiO: 0.2,CoO: 2,CuO: 1.5,ZnO: 1,CaO: 0.3 ,Al2O3:2,MgO: 0.1,NaNO3: 10。 [0010] 钛合金搪瓷涂层材料的制备方法如下:1)搪瓷釉料的制备,将制备搪瓷釉料的组成按配比称重并通过机械充分混合,之后放入刚玉钳埚中,在箱式高温炉中于1400℃熔炼,直至熔体具有光滑表面时,将熔融的混合物倒入冷水中,冷淬为搪瓷釉料; 2)料浆制备,将上述制得搪瓷釉料中加入黏土、氧化镍、无水乙醇,,配比为搪瓷釉料 60%,黏土5%,氧化镍5%,无水乙醇30%,球磨100h得到釉浆; 3)基体预处理,水磨砂纸打磨基体表面,之后在丙酮中超声清洗0.5h; 4)浆料涂覆,采用高压喷枪将釉浆喷涂到预处理后的基体上,在70~80℃之间进行干燥,最终得到基体表面形成均匀粉状覆盖层的胚体; 5)胚体烧结,干燥后的胚体置于耐火砖上,在箱式炉中于950烧结1h。 [0011] 实施例1中的钛合金搪瓷涂层材料在700℃空气中氧化100h增重0.05mg/cm2。 [0012] 将实施例1中的钛合金搪瓷涂层材料加热至700℃,保温0.5h,迅速放入20℃的冷水中,对涂层进行热震冲击,经历60次重复试验后方开始出现肉眼可见的裂纹。 [0013] 将实施例1中的钛合金搪瓷涂层材料放入质量分数分别为70%和30%的NaSO4和NaCl混合盐中,加热至700℃,对涂层进行高温常压的热腐蚀试验,经历120h后,钛合金搪瓷涂层材料仍未出现明显裂纹。 [0014] 实施例2钛合金搪瓷涂层材料,基体材料采用TC4钛合金,搪瓷涂层配方组成为:SiO2: 70,ZrO2: 5,TiO2: 3, B2O3: 5,K2O: 0.2,Sb2O3: 1,SrO: 0.5,NiO: 0.5,CoO: 2,CuO: 0.5,ZnO: 2,CaO: 0.2,Al2O3: 2,MgO: 0.1,NaNO3: 8。 [0015] 钛合金搪瓷涂层材料的制备方法如下:1)搪瓷釉料的制备,将制备搪瓷釉料的组成按配比称重并通过机械充分混合,之后放入刚玉钳埚中,在箱式高温炉中于1400℃熔炼,直至熔体具有光滑表面时,将熔融的混合物倒入冷水中,冷淬为搪瓷釉料; 2)料浆制备,将上述制得搪瓷釉料中加入黏土、氧化镍、无水乙醇,,配比为搪瓷釉料 60%,黏土5%,氧化镍5%,无水乙醇30%,球磨100h得到釉浆; 3)基体预处理,水磨砂纸打磨基体表面,之后在丙酮中超声清洗0.5h; 4)浆料涂覆,采用高压喷枪将釉浆喷涂到预处理后的基体上,在70~80℃之间进行干燥,最终得到基体表面形成均匀粉状覆盖层的胚体; 5)胚体烧结,干燥后的胚体置于耐火砖上,在箱式炉中于950烧结1h。 [0016] 实施例2中的钛合金搪瓷涂层材料在700℃空气中氧化100h增重0.03mg/cm2。 [0017] 将实施例2中的钛合金搪瓷涂层材料加热至700℃,保温0.5h,迅速放入20℃的冷 |