[發(fā)明專利]一種WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611091798.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN108130527A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林艷紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林艷紅
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層，制備原料包括：選擇尺寸為100mm×60mm×30mm的Ti6Al4V 合金作為基材，沉積用材料為球形Ti6Al4V粉(粒度為44-100μm)和WC粉末(粒度為40-110μm)混合粉末。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層，其特征是WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層的制備步驟為：用砂紙打磨掉基材氧化層，用酒精清洗去除基材表面雜質(zhì)，將兩種粉末分別放入送粉器的兩個(gè)料倉(cāng)，通過(guò)控制不同粉倉(cāng)的送粉速率，使各沉積層組分按一定規(guī)律改變，WC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從第一層的0增至最后一層為20%，成形層數(shù)為6層，每層1mm，將基板和粉末在150℃真空干燥機(jī)中烘干5h，實(shí)驗(yàn)用激光器為5kW功率CO₂橫流激光器，惰性氣體動(dòng)態(tài)保護(hù)系統(tǒng)的真空度可達(dá)10^-2Pa，充純度為99.99%氬氣，氧氣含量<5×10^-5，激光加工工藝參數(shù)為激光功率1800-2100W，焦距300mm，掃描速度2-10mm/s，同軸送粉速度3g/min，多道搭接率33%，載氣壓力0.2MPa，載氣流量3L/min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層，其特征是WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層的檢測(cè)步驟為：采用SSX-550型掃描電鏡(SEM)和OLYMPUS-DP71型光學(xué)顯微鏡(OM)分析梯度復(fù)合涂層的組織，用MVK-300型顯微硬度計(jì)檢測(cè)試樣硬度，壓頭為正四棱錐金剛石，載荷砝碼為100g，實(shí)驗(yàn)力保持時(shí)間20s，磨損實(shí)驗(yàn)在SRV-3摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，對(duì)磨副為GCr15鋼球，條件為室溫大氣干滑動(dòng)摩擦磨損，用試樣的磨痕體積來(lái)表征涂層的耐磨性能，實(shí)驗(yàn)時(shí)將試樣表面研磨平整、清洗后將基材和試樣分別粘貼在厚度為5mm的實(shí)驗(yàn)機(jī)自帶圓柱體上表面中心位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WC顆粒增強(qiáng)復(fù)合涂層，其特征是采用激光沉積成形工藝制備了以WC顆粒為增強(qiáng)相的復(fù)合材料涂層，微觀組織分析發(fā)現(xiàn)WC顆粒均勻彌散分布于Ti6Al4V基體上，WC顆粒呈現(xiàn)部分熔解狀態(tài)，在與鈦合金的基體的界面中發(fā)現(xiàn)生成的TiC相，表明二者是冶金結(jié)合，顯微硬度分析顯示涂層硬度呈現(xiàn)梯度上升趨勢(shì)，硬度保持在HV390-460之間，由于未熔WC顆粒和生成的TiC彌散強(qiáng)化及激光沉積基體組織的細(xì)晶強(qiáng)化作用，基材耐磨性均得到了顯著提高，在室溫大氣干摩擦條件下，涂層和基材的磨損體積比為1/55.2，涂層的磨損機(jī)制以磨粒磨損為主，伴隨著少量的粘結(jié)剝落，為了改進(jìn)Ti6Al4V鈦合金的耐磨性能，采用高硬度、高熔點(diǎn)的WC顆粒作為鈦基耐磨復(fù)合涂層的增強(qiáng)相，在基材表面上制備良好冶金結(jié)合的涂層，通過(guò)控制材料組成構(gòu)成實(shí)現(xiàn)其微觀組織的梯度分布，從而消除傳統(tǒng)復(fù)合材料宏觀界面，實(shí)現(xiàn)基材與涂層材料的連續(xù)過(guò)渡，使材料性能呈梯度變化。