[發明專利]一種多尺度顆粒增強的等離子堆焊鐵基過共晶耐磨涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201811158634.4
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109023355B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 斯松華;姜閃閃;汪鵬
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/00;B22F9/04;C22C32/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜;金貝貝

1.一種多尺度顆粒增強的等離子堆焊鐵基過共晶耐磨涂層的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟a：基材(1)預處理：

對基材(1)表面進行清潔，并在烘箱中于150～200℃下烘干2.5～3.5h；

步驟b：復合粉末的配制及烘干：

按照質量百分比含量稱量以下四種組分：鐵基自熔性合金粉末48％～69％、微米Cr₃C₂粉末30％～50％、微米Ti粉末0.5％～1％、納米Y₂O₃粉末0.5％～1％，將稱好的粉末研磨使其均勻混合得到堆焊用復合粉末，然后將復合粉末置于烘箱中于150～200℃下烘干1.5～2.5h；

步驟c：制備涂層：

將烘干的復合粉末采用預置粉末法均勻地涂覆在基材(1)上，在基材(1)表面形成復合涂層(2)，然后在復合涂層(2)一端再預置一層鐵基粉末漿料形成第一鐵基涂層(3)，第一鐵基涂層(3)的預置厚度與復合涂層(2)厚度一致，預置寬度與復合涂層(2)寬度一致；其中，第一鐵基涂層(3)預置的具體操作為：向鐵基自熔性合金粉末中加入丙酮作為溶劑，加入火棉膠作為粘結劑，充分攪拌均勻獲得該鐵基粉末漿料，火棉膠的加入量為5～6ml/100g鐵基自熔性合金粉末，丙酮的加入量為10～15ml/100g鐵基自熔性合金粉末；再將基材(1)置于烘箱中于150～200℃下烘干2～2.5h，然后利用等離子堆焊機對表面復合涂層(2)進行堆焊；

步驟d：后熱處理：

將堆焊后的基材(1)置于150～200℃的保溫爐中保溫1.5～2.5h后隨爐冷卻。

2.根據權利要求1所述的一種多尺度顆粒增強的等離子堆焊鐵基過共晶耐磨涂層的制備方法，其特征在于：步驟b中粉末混合時向復合粉末中加入無水乙醇作為溶劑進行研磨，無水乙醇的加入量為每小時10～15ml/100g復合粉末。

3.根據權利要求1所述的一種多尺度顆粒增強的等離子堆焊鐵基過共晶耐磨涂層的制備方法，其特征在于：步驟c中復合涂層(2)預置的具體操作為：向復合粉末中加入丙酮作為溶劑，加入火棉膠作為粘結劑，充分攪拌均勻獲得漿料，然后將漿料均勻涂覆于基材(1)待堆焊表面，預置復合涂層(2)的厚度為2.5～3mm，寬度為20～25mm；其中，火棉膠的加入量為5～6ml/100g復合粉末，丙酮的加入量為10～15ml/100g復合粉末。

4.根據權利要求1所述的一種多尺度顆粒增強的等離子堆焊鐵基過共晶耐磨涂層的制備方法，其特征在于：步驟c中還包括第二鐵基涂層(4)的預置，具體操作為：向鐵基自熔性合金粉末中加入丙酮作為溶劑，加入火棉膠作為粘結劑，充分攪拌均勻獲得鐵基粉末漿料，然后在復合涂層(2)表面再預置一層該鐵基粉末漿料形成第二鐵基涂層(4)，其中，鐵基自熔性合金粉末質量為預置復合涂層(2)所用的復合粉末總質量的1～3％，火棉膠的加入量為5～6ml/100g鐵基自熔性合金粉末，丙酮的加入量為10～15ml/100g鐵基自熔性合金粉末。

5.根據權利要求1所述的一種多尺度顆粒增強的等離子堆焊鐵基過共晶耐磨涂層的制備方法，其特征在于：步驟c中粉末預置時將配置好的粉末漿料倒入預置模具的操作腔(7)中，然后用玻璃棒將操作腔(7)內的漿料碾平，使其均勻填充于操作腔(7)。

6.根據權利要求5所述的一種多尺度顆粒增強的等離子堆焊鐵基過共晶耐磨涂層的制備方法，其特征在于：預置模具包括頂架(5)和側架(6)，側架(6)設置于頂架(5)的兩端，側架(6)和頂架(5)之間形成操作腔(7)，側架(6)遠離頂架(5)的端部均設置有溢流架(8)，溢流架(8)和側架(6)之間通過連接臂(9)連接，兩側的溢流架(8)之間形成與操作腔(7)相連通的溢流腔。