[發(fā)明專(zhuān)利]激光反應(yīng)熔覆Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711419137.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108130531A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏劍輝;陳博文;陳雙;陸敏;李文戈
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海萬(wàn)澤精密鑄造有限公司;上海海事大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 北京迎碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11512
• 代理人: 張群峰

本發(fā)明提供一種激光反應(yīng)熔覆Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料及其制備方法，其中，激光反應(yīng)熔覆Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：S1，選擇金屬材料作為基體，對(duì)所述基體表面進(jìn)行打磨，清洗；S2，在打磨清洗后的所述基體表面熔覆一層打底熔覆層；S3，選擇Cr粉和C粉作為熔覆材料，按照Cr粉和C粉質(zhì)量比為(35：4)～(11：10)進(jìn)行混合形成熔覆粉末，通過(guò)粘結(jié)劑將所述熔覆粉末涂覆于所述基體的打底熔覆層表面以形成預(yù)置涂層；S4，以激光束作為熱源，對(duì)所述預(yù)置涂層進(jìn)行激光熔覆處理以形成Cr7C3陶瓷熔覆層,得到Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。本發(fā)明實(shí)施例的激光反應(yīng)熔覆Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料具有耐熱、耐蝕、耐磨、高硬度等優(yōu)良性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種激光反應(yīng)熔覆Cr7C3 陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

早在上世紀(jì)80年代末，美國(guó)商業(yè)部就將表面工程技術(shù)列為影響21世紀(jì)人類(lèi)生活的七大關(guān)鍵技術(shù)之一，與生命科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)并列。近年來(lái)，我國(guó)也非常重視激光表面工程技術(shù)，此技術(shù)的出現(xiàn)拓寬了表面改性技術(shù)的領(lǐng)域，尤其是在制備抗磨損熔覆層方面表現(xiàn)出了極大潛力，成為了表面工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前，激光表面改性技術(shù)主要用于機(jī)械、冶金、汽車(chē)、農(nóng)機(jī)、石油、紡織機(jī)械行業(yè)中的部件及配件等。在現(xiàn)有的材料中，金屬材料硬質(zhì)合金雖然有高強(qiáng)度、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，但它不耐高溫、耐腐蝕性較差；而陶瓷材料硬度高，耐磨性好，但它的韌性不夠，容易開(kāi)裂。

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于材料的要求和性能越來(lái)越高，傳統(tǒng)單一的勻質(zhì)材料已難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。由于零部件的破壞往往從表面開(kāi)始，表面的局部破壞又會(huì)導(dǎo)致零件的整體失效。

激光熔覆英文名為L(zhǎng)aser cladding，也稱(chēng)激光涂覆，通過(guò)在基材表面添加熔覆材料，利用高能量密度激光束將不同成分和性能的合金與基材表層快速熔化，且在基材表面形成與基材具有完全不同成分和性能的熔覆層。作為激光表面改性技術(shù)之一的激光熔覆技術(shù)，適合于各類(lèi)金屬的表層改性和修復(fù)。激光熔覆技術(shù)能保持原涂層成分，僅在重熔區(qū)與基體的交界處存在很有限的相互擴(kuò)散區(qū)，而此擴(kuò)散區(qū)正是實(shí)現(xiàn)熔覆層與基體的冶金結(jié)合所必須的。同時(shí)，激光熔覆技術(shù)能把高性能的熔覆粉末涂覆于普通基體材料表面，從而獲得優(yōu)異特性的表面熔覆層，如耐熱、耐蝕、耐磨、抗沖擊等優(yōu)良性能的熔覆層。然而現(xiàn)有的零部件因其表面熔覆材料的單一，使得應(yīng)用激光熔覆技術(shù)的修復(fù)零部件的過(guò)程中零部件表面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂紋、涂層不均勻等問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)耐熱、耐蝕、耐磨、高硬度、力學(xué)性能好的新型復(fù)合材料是勢(shì)在必行的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種激光反應(yīng)熔覆Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明還提出一種根據(jù)上述所述激光反應(yīng)熔覆Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法制得的激光反應(yīng)Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的激光反應(yīng)熔覆Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1，選擇金屬材料作為基體，對(duì)所述基體表面進(jìn)行打磨，清洗；

S2，在打磨清洗后的所述基體表面設(shè)置一層打底熔覆層；

S3，按照Cr粉和C粉質(zhì)量比為(35：4)～(11：10)稱(chēng)取Cr粉和C粉并進(jìn)行混合形成熔覆粉末，通過(guò)粘結(jié)劑將所述熔覆粉末涂覆于所述打底熔覆層表面以形成預(yù)置涂層；

S4，以激光束作為熱源，對(duì)所述預(yù)置涂層進(jìn)行激光熔覆處理以形成Cr7C3 陶瓷熔覆層，得到由所述基體、所述打底熔覆層及所述Cr7C3陶瓷熔覆層形成的所述Cr7C3陶瓷增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，所述步驟S3中，所述Cr粉和C粉的質(zhì)量比為91:9。