[發明專利]一種應用于腐蝕環境下的金屬涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201811257788.9
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109082659B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 紀秀林;羅嬋媛;趙立娟;趙建華
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C45/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;徐瑛

本發明公開一種應用于腐蝕環境下的金屬涂層的制備方法，包括以下步驟：預置粉末均勻涂敷在所述金屬基材上，并干燥；利用激光器將金屬基材上的所述預置粉末熔覆，使所述金屬基材與預置粉末達到冶金結合；重復涂敷一層預置粉末，利用激光器熔覆第二層，獲得非晶/金屬復合涂層，并進行表征。本發明通過激光熔覆技術利用激光束的高能量密度將不銹鋼和一層薄非晶粉末互熔得到一種多相結構的復合涂層，具有比鐵基非晶涂層和不銹鋼基體更加優異的減磨性、耐磨性、耐腐蝕磨損性。

技術領域

本發明屬于表面涂層的制備方法技術領域，特別涉及一種應用于腐蝕環境下的金屬涂層的制備方法。

背景技術

激光技術是20世紀60年代初發展起來的一門新興科學，激光技術的出現引起了現代光學技術的巨大變革，其在通信、農業、現代工業、科學研究、國防、醫學等各個方面的應用迅速發展。激光熔覆技術是一種新型表面改性技術，利用激光束使熔覆材料和基體熔化并凝固而形成熔覆層。激光束的能量密度高、作用時間短、熱影響區小，熔覆層結合強度高、組織細密、微觀缺陷少。非晶態金屬或合金具有高強度、硬度和韌性，優異的磁性、耐磨性、耐蝕性，高電阻率和機電耦合性能等。通過激光熔覆表面改性技術已經能夠獲得非晶含量較高的涂層。

中國CN201310025419.8號專利公開了一種可以獲得鎳基非晶復合涂層的鎳基非晶合金粉末及非晶復合涂層的激光制備方法，鎳基非晶合金粉末主要由Ni、Fe、B、Si和Nb等5中元素組成，該粉末具有較強的非晶形成能力；采用同軸送粉的方式將鎳基非晶合金粉末在低碳鋼表面制備激光熔覆涂層，再采用高速激光重熔的方式制備非晶復合涂層。本發明制備的鎳基非晶復合涂層具有良好的致密度，非晶體積含量高，硬度值高。這種涂層在耐磨、耐蝕、防輻射等領域具有極好的應用前景。該復合涂層在使用過程中涂層易脫落。

中國CN201610825020.1號專利提供了一種通過等離子噴涂工藝在金屬表面獲得鐵基鐵基非晶涂層的技術方法。該發明首先通過感應熔煉高壓氣體霧化法在氬氣保護下制備粒徑在15～60μm且流動性較好的Fe基非晶粉末，隨后設定關鍵技術參數并采用三電極軸向等離子噴涂法在金屬表面獲得厚度約為600～900μm鐵基鐵基非晶涂層。該發明通過優化粉料輸送方式、提高噴涂速度，穩定等離子焰流，從而避免了噴涂過程中粉粒融化與收縮不同步所導致的涂層均勻性差、沉積效率低等弊端，有利于獲得孔隙率低、組織均勻的鐵基鐵基非晶涂層。本發明技術在大規模生產中更具競爭力。該涂層采用噴涂技術，由于噴涂速度不穩定，導致涂層不均勻，耐磨和耐腐蝕等性能降低。

現有的采用激光溶度表面改性技術制備復合涂層，非晶粉末粘附在基材表面，具有一定的耐磨耐腐蝕作用，但是涂層易脫落、斷裂，不僅會造成大量的經濟損失，還會帶來較多的安全隱患；現有的采用熔覆技術，不能使非晶粉末與金屬基材產生較好的互熔效果。因此急需設計一種應用于腐蝕環境下的金屬涂層的制備方法以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種應用于腐蝕環境下的金屬涂層的制備方法，通過激光熔覆技術利用激光束的高能量密度將不銹鋼和一層薄非晶粉末互熔得到一種多相結構的復合涂層，具有比鐵基非晶涂層和不銹鋼基體更加優異的減磨性、耐磨性、耐腐蝕磨損性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種應用于腐蝕環境下的金屬涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鐵基非晶粉末和質量分數為4～5％聚乙烯醇溶液充分混合均勻，得到預置粉末；

(2)對金屬基材表面進行預處理，預處理后將所述預置粉末均勻涂敷在所述金屬基材上，并干燥；

(3)利用激光器將金屬基材上的所述預置粉末熔覆，使所述金屬基材與預置粉末達到冶金結合；

(4)重復涂敷一層預置粉末，利用激光器熔覆第二層，獲得非晶/金屬復合涂層，并進行表征。