本發明涉及材料領域，尤其涉及石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層制備方法。
背景技術：
：工業技術的快速發展使得工程設備及構件的服役條件愈加嚴苛。因此對于材料性能的要求也愈加嚴苛。比如材料必須具有抗高溫、耐磨減摩、耐腐蝕、抗熱震、抗疲勞等一種或者多種優良性能。然而單純的金屬材料在高溫抗氧化、耐腐蝕，耐磨減摩等方面的表現無法滿足服役條件的要求，減少了工程設備的使用壽命，限制了其使用環境。例如在煤礦工業中，煤礦機械等井下設備是在摩擦、腐蝕、高速沖擊、振動、以及重載等惡劣工況環境下長時間工作，煤礦機械特別是采掘設備以及支護設備的磨損失效行為十分嚴重；在冶金電力行業中，機械設備、管道的服役條件更加惡劣，尤其是電廠內的一些管道，同時在高溫和磨損服役條件下，磨損得非常厲害，嚴重的可能出現爆管現象。目前，為防止工裝設備及零部件在較為惡劣的環境下工作時產生表面磨損和腐蝕等整體破壞，對工裝設備及零部件表面改性以及在其表面涂覆涂層等技術已成為工裝設備及零部件表面保護的最重要，最經濟的防護措施。因此針對上述技術問題，有必要提供一種新的表面涂層的制備方法，以克服上述缺陷。技術實現要素：基于上述問題，本發明目的在于提出一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層，該涂層具有優異的結合性能，耐高溫性，耐磨性，耐腐蝕性以及抗疲勞性。從而可以顯著提高工程設備的服役壽命。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：A稱取適量的石墨烯；B將稱量好的石墨烯進行超聲分散；C將步驟B中超聲分散后的石墨烯、陶瓷骨料與固化劑充分混合；D選用步驟C中的粉末與自制的粘結劑按1：1.4比例混合，并攪拌均勻采用涂敷的方式在基體上制備出石墨烯增強耐磨減摩氧化鋁陶瓷涂層；E將步驟D中涂層進行階段式加熱固化處理。優選的，在上述一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法中，所述步驟A中石墨烯質量百分比為0.5～1.2％。優選的，在上述一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法中，步驟B中所述分散是在無水乙醇中進行。優選的，在上述一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法中，步驟C中所述陶瓷骨料粉末粒度在10～20微米，固化劑粉末粒度在50～70微米；所述陶瓷涂層粉末各含量為：50％～55％Al，30％～35％O，0.5％～1.2％C，9％～15％Zn，10％～14.5％Cr。優選的，在上述一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法中，步驟C中所述充分混合是通過行星式球磨機進行，球磨時使用的罐體為陶瓷罐，球磨介質小球為瑪瑙球。球料比采用2:1。球磨罐的轉速設定為300r/min，正反雙向交替運行，球磨機轉盤的轉速約為球磨罐轉速的1/2。正反向每隔2小時交替運行，總計運行8小時停止球磨機運行，球罐取下需放置一天，再取樣，讓球磨后所得的粉末有一個弛豫過程。優選的，在上述一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法中，步驟D中自制粘結劑的工藝流程：將一定量的75％的磷酸與水進行稀釋，稀釋到磷酸含量為70％，取一定量稀釋好的70％磷酸加熱，然后按照反應物Al(OH)3與H3PO4濃度的比值應為2:3，確定Al(OH)3粉末的量，將稱量好的Al(OH)3粉末緩慢加入到70％的磷酸溶液中并持續攪拌和加熱。再將粉末與粘結劑按1：1.4比例混合，并攪拌均勻采用涂敷的方式在基體上制備出涂層。優選的，在上述一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法中，步驟D中涂層厚度為0.4～0.7mm。優選的，在上述一種石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層及其制備方法中，步驟E中所述階段式加熱工藝為：室溫x1h，溫度100℃x2h，溫度250℃x2h，溫度300℃x2.5h。本發明的有益效果為：本發明制備的石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層具有優異的結合性能，耐高溫性，耐磨性等，可以使用在工程設備表面，提高工程設備在重載等苛刻條件下的服役壽命。而且制備簡便，原料易得，值得推廣到除了重載的工程設備外，其他需要材料具備耐磨耐腐蝕的領域。具體實施方式實施例一按照1％質量百分比稱取適量的石墨烯；在無水乙醇中超聲分散60min；將分散后的粉末加入陶瓷骨料與固化劑內充分混合；所述陶瓷涂層粉末各含量為：50％Al，30％O，0.8％C，9％Zn，10.2％Cr；對基體表面進行去油清洗；然后進行涂敷；將獲得的涂層進行階段式固化處理：室溫x1h，溫度100℃x2h，溫度250℃x2h，溫度300℃x2.5h。即得到厚度為0.5mm石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層。實施例二按照1％質量百分比稱取適量的石墨烯；在無水乙醇中超聲分散60min；將分散后的粉末加入陶瓷骨料與固化劑內充分混合；所述陶瓷涂層粉末各含量為為：49.2％Al，30.5％O，1.0％C，9.2％Zn，10.1％Cr；對基體表面進行去油清洗；然后進行涂敷；將獲得的涂層進行階段式固化處理：室溫x1h，溫度100℃x2h，溫度250℃x2h，溫度300℃x2.5h。即得到厚度為0.5mm石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層。實施例三按照1.2％質量百分比稱取適量的石墨烯；在無水乙醇中超聲分散60min；將分散后的粉末加入陶瓷骨料與固化劑內充分混合；所述陶瓷涂層粉末各含量為為：48.5％Al，30.7％O，1.2％C，9.4％Zn，10.2％Cr；對基體表面進行去油清洗；然后進行涂敷；將獲得的涂層進行階段式固化處理：室溫x1h，溫度100℃x2h，溫度250℃x2h，溫度300℃x2.5h。即得到厚度為0.8mm石墨烯增強耐磨損易固化氧化鋁陶瓷涂層。表1滲碳件與涂層的磨損量，從表1中可得，本發明所制備的涂層相比滲碳件具有優異的耐磨損性能。其最小耐磨率為滲碳件的1/16左右，耐磨損性能較滲碳件提高了16倍左右。實例磨損率/(10-4mm3/Nm)滲碳件9.6500實例一2.1005實例二1.4370實例三0.5845對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁1 2 3