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 |
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