[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料涂層的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811103048.X
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN109136918A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉仕爽
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳萬佳互動(dòng)科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C23F1/40
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本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料涂層的制備方法，通過化學(xué)處理、酸處理和激光表面處理，改進(jìn)不銹鋼表面改性工藝，針對不銹鋼成分匹配最適當(dāng)?shù)娜鄹矊訌?fù)合材料和工藝參數(shù)范圍，使得最終成品不僅耐磨和耐腐蝕性能優(yōu)異，微觀組織致密，工藝成本可控，并且使用性能完全能夠滿足市場應(yīng)用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬加工領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種復(fù)合材料涂層的制備方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和新興技術(shù)的產(chǎn)生，表面工程技術(shù)的發(fā)展也越來越趨向于多樣化和多元化，對材料表面的處理也從單一技術(shù)處理向多重技術(shù)復(fù)合處理進(jìn)行轉(zhuǎn)變。同時(shí)，行業(yè)的發(fā)展要求表面工程的技術(shù)設(shè)計(jì)要從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段向體系設(shè)計(jì)階段發(fā)展和突破。對多種功能涂層的需求不斷擴(kuò)大，新型涂層材料的不斷涌現(xiàn)，都為表面工程的發(fā)展指明了新的方向。對表面工程的基礎(chǔ)理論及測試方法的不斷深入研究，大力擴(kuò)展表面工程的技術(shù)領(lǐng)域，提高表面工程技術(shù)的自動(dòng)化、智能化水平是現(xiàn)代表面工程的發(fā)展趨勢。

目前，激光熔覆技術(shù)的推廣應(yīng)用受到限制的一個(gè)重要原因是缺少激光熔覆專用的材料體系。當(dāng)前激光熔覆的材料體系主要還是使用噴涂用合金粉末體系，隨著激光熔覆技術(shù)在工藝方面的要求不斷提高，十分需要開發(fā)出新型的系列化激光熔覆材料體系，以便實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。現(xiàn)在國內(nèi)外的許多高等院校和科研院所都己經(jīng)在激光熔覆技術(shù)專用熔覆材料方面展開了相關(guān)研宄。李愛農(nóng)等采用激光熔覆方法，在45鋼表面制備出鐵基-Cr₃C₂/MoS₂耐磨減摩涂層，Cr₃C₂分解主要生成了Cr₂₃C₆硬質(zhì)相，MoS₂部分分解形成了CrS微粒與保留的MoS₂顯著改善了涂層的摩擦磨損性能。Jyotsna Duttamajumdar等在鈦合金表面用激光熔覆技術(shù)熔覆Ti+2％B，生成的TiB₂彌散分布在α-Ti基體中，涂層的硬度和楊氏模量都較基體明顯增大。P.K.Farayibi等利用激光熔覆技術(shù)在鈦合金表面采用同步送粉的方式熔覆了TC₄-73wt％WC，熔覆層中TiC、W₂C、β-Ti、TiC和W的存在提高了涂層的硬度值。崔崗等在45鋼表面激光熔覆鎳基WC合金涂層，在掃描速度為200mm/min時(shí)得到成型性及耐磨耐蝕性優(yōu)良的熔覆層。

目前的現(xiàn)有技術(shù)中，對不銹鋼板的激光熔覆表面改性技術(shù)還處于研發(fā)初期，存在著很多產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，例如，不銹鋼成品的表面熔覆層有明顯的裂紋、氣孔等缺陷，熔覆層內(nèi)部組織不夠致密，以及表面光滑度難以滿足要求等。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料涂層的制備方法，該方法可以提高不銹鋼產(chǎn)品的涂層致密度，降低裂紋、氣孔等缺陷，改善不銹鋼產(chǎn)品的耐磨性能和耐腐蝕性能，能夠滿足不銹鋼產(chǎn)品應(yīng)用所需要的性能。

一種復(fù)合材料涂層的制備方法，包括以下步驟：

首先，將不銹鋼基體放入NaOH溶液中，在40～50℃下處理2～10min后用水沖洗，再將堿蝕后的不銹鋼基體放入硝酸溶液中浸泡15-30s，之后取出再次用水沖洗；

接著，在不銹鋼基體表面采用預(yù)置法預(yù)置厚度為0.1～1.0mm銅金屬粉末層；

然后，在銅金屬粉末層表面采用預(yù)置法預(yù)置厚度為2～4mm合金陶瓷混合粉末層，從而在不銹鋼基體表面形成涂層材料，所述合金陶瓷混合粉末中，合金成分包括為Cu、Al、Ti、W，陶瓷成分為Al₂O₃和SiO₂的混合物；

最后，對不銹鋼基體表面的涂層材料進(jìn)行激光熔覆，過程中通入氦氣氣氛，從而使不銹鋼基體表面形成復(fù)合材料涂層。

所述不銹鋼基體采用超級(jí)奧氏體不銹鋼N08367。

所述合金陶瓷混合粉末中合金成分與陶瓷成分的質(zhì)量比為(2～8):1。