[發明專利]一種低碳鋼表面復相涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810704940.7
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108893734B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 劉和平;孫鳳兒;高一波;程少磊;劉斌;裴暢貴;賈曉帥
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C23C8/00;C21D1/18;C23F17/00;C22C38/38;C22C38/34;C22C38/06;C22C38/26
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

1.一種低碳鋼表面復相涂層，其特征在于：是含有納米貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體組織的復相涂層；

所述的低碳鋼表面復相涂層包括下列重量百分比的元素：

C: 0.11-0.25%

Si: 1.5-2.3%

Mn: 1.7-2.9%

Cr: 1.9-3.2%

Al：1.2-2.6%

Nb：0.021-0.053%

Graphene：0.05-0.2%

P：≤ 0.01%，

S：≤ 0.01%

其余為 Fe；

上述低碳鋼表面復相涂層的制備方法為：首先利用球磨法制備涂層原料，且在碳鋼表面進行感應熔覆，然后通過滲碳處理后，再經過回火和碳分配處理，得到含有納米貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體組織的復相涂層；

上述制備方法具體包括以下步驟：

第一步，將上述設計的元素組成按比例混合后進行球磨，轉速為200-300r/min，球磨時間為1-3h；

第二步，將球磨好的粉末進行感應熔覆：

將第一步中混合好的粉末用粘結劑均勻地涂覆于低碳鋼基體的表面，得到厚度為1-2mm的預制涂層；將預制涂層置于100-200℃鼓風干燥箱中保溫1.5-2h，使粘結劑充分揮發；干燥結束后置于感應熔覆設備中，在溫度為1000-1200℃進行感應熔覆，感應熔覆時間為30-60s，熔覆電流為260A~320A，震蕩頻率為20~60KHz，最終得到熔覆涂層；

第三步，再將鋼以30-50℃/s的速度加熱到850-950℃，進行等溫20-50min，再以50-100℃/s的速度冷卻到室溫；

第四步，然后在750-950℃進行表面滲碳，滲碳時間為1-20h，滲碳過程中通入氮氣或惰性氣體作為保護氣氛；

第五步，以50-90℃/s的速度快速淬火到Ms-5℃～Ms-10℃的溫度，保持3～10s；

第六步，然后在回火溫度進行碳分配，碳分配時間為10-600s；使低碳鋼表面生成納米貝氏體和殘余奧氏體組織，其硬度進一步提高；

第七步，最后再淬火到室溫，在室溫獲得穩定的納米貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體的表面復相組織。

2.根據權利要求1所述的低碳鋼表面復相涂層，其特征在于：所述粘結劑為水玻璃，水玻璃的用量為混合好的粉末總質量的2-8%。

3.根據權利要求1所述的低碳鋼表面復相涂層，其特征在于：所述保護氣氛的通入量為0.6～1.0l/min。

4.根據權利要求1所述的低碳鋼表面復相涂層，其特征在于：所述回火溫度為300-500℃。