本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種鋁合金超音速火焰噴涂Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法。
背景技術：
材料學科學家及工程技術人員一直對鋁基材料進行不斷深入的研究，鋁基材料也由傳統的鑄造鋁合金發展到改性鋁合金和鋁基復合材料。鋁基復合材料使得鋁合金的耐磨性和強度等綜合機械性能到了大幅度提高。然而，鋁基材料熔點低、硬度低和耐磨性差的缺陷仍沒有得到根本的克服，這在很大程度上限制了鋁合金的應用范圍。多年來，為了克服鋁合金的不足，鋁合金的整體改性和表面改性一直是人們努力的方向。
超音速火焰噴涂又稱作高速氧燃料噴涂(High Velocity Oxygen Fuel-HVOF)。超音速火焰噴涂是將氣態或液態燃料與高壓氧氣混合后在特定的燃燒室或噴嘴中燃燒，產生的高溫、高速的燃燒焰流被用來噴涂。由于燃燒火焰的速度是音速的數倍，目視可見焰流中明亮的“馬赫節”，因而一般都稱HVOF為超音速火焰噴涂。超音速火焰噴涂是在20世紀80年代研發成功的，與常規火焰噴涂不同的是超音速火焰噴涂采用特殊設計的燃燒室和噴嘴，驅動大流量的燃料并用高壓氧氣助燃，從而獲得了極高速度的燃燒焰流。采用液態燃料的噴槍，又稱作高壓超音速火焰噴涂(HP-HVOF)，其燃燒壓力可達8.2巴，火焰速度7倍音速以上。這類產品的代表是以航空煤油為燃料的JP5000型超音速火焰噴涂系統。
技術實現要素：
本發明的目的在于提出一種鋁合金超音速噴涂Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法，能夠大幅提高鋁合金的耐磨性能。
為達此目的，本發明采用以下技術方案：
一種鋁合金超音速火焰噴涂Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將10-15wt％Si、2-6wt％Cr、0.5-3wt％B、0.5-2wt％W和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在100-140℃下干燥；
(5)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃氣體，氮氣為送粉氣，在噴砂粗化后的鋁合金基材表面進行超音速火焰噴涂，噴涂時，丙烷壓力為0.55-0.7MPa，流量為20-30L/min，氧氣壓力為0.65-0.7MPa，流量為180-200L/min，氮氣壓力為0.85-1MPa，流量為18-30L/min，噴涂厚度為700-800μm，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層。
本發明通過超音速噴涂，在鋁合金表面熔覆一層Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，其硬度大于320HV0.2，較基體鋁合金性能提高5倍以上。大大增加了鋁合金的耐磨性能。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
一種鋁合金超音速噴涂Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將10wt％Si、2wt％Cr、0.5wt％B、0.5wt％W和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在100℃下干燥；
(5)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃氣體，氮氣為送粉氣，在噴砂粗化后的鋁合金基材表面進行超音速火焰噴涂，噴涂時，丙烷壓力為0.55MPa，流量為20L/min，氧氣壓力為0.65MPa，流量為180L/min，氮氣壓力為0.85MPa，流量為18L/min，噴涂厚度為700μm，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層。
本發明通過超音速噴涂，在鋁合金表面熔覆一層Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，其硬度為330HV0.2。
實施例2
一種鋁合金超音速噴涂Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將15wt％Si、6wt％Cr、3wt％B、2wt％W和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在140℃下干燥；
(5)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃氣體，氮氣為送粉氣，在噴砂粗化后的鋁合金基材表面進行超音速火焰噴涂，噴涂時，丙烷壓力為0.7MPa，流量為30L/min，氧氣壓力為0.7MPa，流量為200L/min，氮氣壓力為1MPa，流量為30L/min，噴涂厚度為800μm，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層。
本發明通過超音速噴涂，在鋁合金表面熔覆一層Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，其硬度為337HV0.2。
實施例3
一種鋁合金超音速噴涂Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將12wt％Si、4wt％Cr、1wt％B、1wt％W和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在100℃下干燥；
(5)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃氣體，氮氣為送粉氣，在噴砂粗化后的鋁合金基材表面進行超音速火焰噴涂，噴涂時，丙烷壓力為0.6MPa，流量為26L/min，氧氣壓力為0.67MPa，流量為185L/min，氮氣壓力為0.90MPa，流量為21L/min，噴涂厚度為760μm，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層。
本發明通過超音速噴涂，在鋁合金表面熔覆一層Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，其硬度大于328HV0.2。
實施例4
一種鋁合金超音速噴涂Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將11wt％Si、5wt％Cr、1.6wt％B、0.6wt％W和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在110℃下干燥；
(5)采用丙烷氣體為燃料，高壓氧氣為助燃氣體，氮氣為送粉氣，在噴砂粗化后的鋁合金基材表面進行超音速火焰噴涂，噴涂時，丙烷壓力為0.62MPa，流量為27L/min，氧氣壓力為0.68MPa，流量為190L/min，氮氣壓力為0.95MPa，流量為24L/min，噴涂厚度為720μm，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層。
本發明通過超音速噴涂，在鋁合金表面熔覆一層Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，其硬度大于340HV0.2。