[發(fā)明專利]類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810020637.5
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108118339B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊貴榮;高大文;宋文明;朱子博;馬穎;李亞敏
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F1/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 董斌

1.類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層，其特征是所述的涂層由類包殼織構(gòu)復(fù)合區(qū)（1）、冶金熔合過渡區(qū)（2）、擴散影響區(qū)（3）構(gòu)成；織構(gòu)涂層與基體之間為強度較高的冶金結(jié)合；所述類包殼織構(gòu)復(fù)合區(qū)由細小均勻的硬質(zhì)相顆粒均勻分布在球形合金區(qū)域之間，而硬質(zhì)顆粒之間為合金，其間還具有幾乎連續(xù)不規(guī)則分布的GO薄片形成包圍合金區(qū)域的包殼，GO即氧化石墨烯類，包殼織構(gòu)在復(fù)合區(qū)域內(nèi)呈三維立體網(wǎng)狀分布；類包殼織構(gòu)網(wǎng)孔大小為60~80um，織構(gòu)“筋絡(luò)”寬度為15~30um；在三維空間中，每一個網(wǎng)孔都是硬質(zhì)相顆粒之間分布不規(guī)則且近似包圍球形合金區(qū)域的GO包殼，硬質(zhì)顆粒間間距為5~10um。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層，其特征在于硬質(zhì)相顆粒為WC硬質(zhì)顆粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層，其特征在于所述類包殼織構(gòu)復(fù)合區(qū)（1）由鎳基固溶體、共晶組織Ni₃Si、Ni₃B和硬質(zhì)相顆粒、氧化石墨烯片以及少量還原的碳組成；冶金熔合過渡層區(qū)（2）由固溶體、共晶相Ni₃Si、Ni₃B以及析出硬質(zhì)相CrB 、Cr₇C₃ 、Cr₂₃C₆和靠近涂層區(qū)生長的鎳基固溶體和靠近基體呈棒狀生長的鐵基固溶體組成；擴散影響區(qū)（3）由珠光體和鐵素體組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，其步驟為：

（1） 基材預(yù)處理：基材表面用砂輪去除氧化層后，用砂紙打磨至平整光亮，再用丙酮和無水乙醇清洗除去油污，最后烘干備用；

（2）復(fù)合涂層混制：將鎳基合金粉末和預(yù)設(shè)量的硬質(zhì)顆粒及GO溶液分別稱量后置于燒杯中攪拌均勻，再將其置于蒸發(fā)皿中，放入馬弗爐烘干，最后用球磨機研磨混合均勻；

（3）預(yù)制層的制備：預(yù)先在基材表面涂覆一層用粘結(jié)劑調(diào)制的鎳基合金粉末作為過渡層，厚度為0.5~2mm，再將復(fù)合粉末用粘結(jié)劑調(diào)制后均勻的涂覆在過渡層上，厚度為2~4mm；

（4）復(fù)合涂層燒結(jié)：將步驟（3）得到的產(chǎn)物自然陰干再烘干后，將其放入真空碳管爐燒結(jié)，真空度抽至6.67×10^-2Pa，升溫至1060℃并依據(jù)加入硬質(zhì)相顆粒的種類和含量保溫5~45分鐘不等，隨爐冷卻到150℃出爐空冷至室溫，得到具有耐蝕耐磨性的鎳基復(fù)合涂層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層的制備方法，其特征是步驟（2）中加入硬質(zhì)相顆粒WC，其質(zhì)量百分數(shù)為：20%~40%，其粒徑大小為5~10um，具有不規(guī)則的幾何形狀。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層的制備方法，其特征是步驟（2）中加入GO，其質(zhì)量百分數(shù)為：0.4%~1.2%。氧化石墨烯薄片直徑大小為20um左右，平均厚度小于5nm，層數(shù)1~3層。

7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的類包殼織構(gòu)型耐蝕耐磨復(fù)合涂層的制備方法，其特征是步驟（3）中將涂覆完畢的試樣自然陰干，再置于馬弗爐中，設(shè)定溫度200℃，保溫2小時后取出，最后在ZT-18-22型真空碳管爐中燒結(jié)，真空度為6.67×10^-2Pa ~ 4×10^-3Pa，升溫速率為60℃/min，在1060℃保溫5~45min隨爐冷卻至150℃出爐。