[發(fā)明專利]一種層片狀和柱狀復合結構的耐蝕耐磨涂層及制備方法

有效

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• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109321861B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 崔洪芝;王明亮;宋曉杰;王燦明;宋強;趙玉橋;趙永
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/134;C23C24/10;C23C28/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

1.一種層片狀和柱狀復合結構的耐蝕耐磨涂層，其特征在于，它是在預處理的基體表面通過低壓等離子噴涂方法噴涂合金粉獲得合金層，之后利用等離子噴涂之后的預熱在合金層表面再通過等離子熔射技術熔射合金粉和陶瓷粉的混合粉獲得柱狀結構的復合熔覆層，循環(huán)往復，直到獲得沿厚度方向性能連續(xù)變化的多層的層、柱交替梯度結構，要求噴涂用的等離子炬和熔射用的等離子發(fā)生器以相同的速度和軌跡運動，等離子熔射時，工件是陽極，形成的是轉移??；

所述的合金粉選自Ni、Cr、Ti、Al、Co、Cu、Si 金屬粉體，粒度45-75μm，所述的陶瓷粉選自WC、B₄C、SiC、TiO₂、ZrO₂、Cr₂O₃、Al₂O₃粉體，粒度35-45μm。

2.如權利要求1所述的層片狀和柱狀復合結構的耐蝕耐磨涂層，其特征在于，所述的混合粉，是由5-30wt%的合金粉和余量的陶瓷粉混合而成的。

3.如權利要求1所述的層片狀和柱狀復合結構的耐蝕耐磨涂層，其特征在于，所述合金層和復合熔覆層中的合金粉，均由(0~90)wt%的Ni+Cr或/和(0~90)wt%的Ti+Al混合粉末，以及余量的Co+Cu+ Si混合粉末組成的， 要求Co+Cu+ Si混合粉末中三種元素配比為等摩爾。

4.如權利要求1所述的層片狀和柱狀復合結構的耐蝕耐磨涂層，其特征在于，所述的復合熔覆層中的陶瓷粉是由（45~95）wt%的WC或/和（2~25）wt%的B₄C或/和（1~10）wt%的SiC陶瓷粉和余量的TiO₂+ ZrO₂₊Cr₂O₃+ Al₂O₃混合粉末組成的；要求TiO₂+ ZrO₂₊Cr₂O₃+ Al₂O₃混合粉末中四種粉末為等摩爾配比。

5.一種如權利要求1-4任一所述的層片狀和柱狀復合結構的耐蝕耐磨涂層的制備方法，其特征在于，

第一步：粉體準備

按照要求準備合金粉和陶瓷粉；

第二步：工件表面預處理

預處理包括酸浸泡、水沖洗、堿水浸泡、溫水清洗、干燥和噴砂粗化處理工序；

第三步：等離子噴涂

采用低壓等離子噴涂方法，在預處理的工件表面噴涂合金粉獲得厚度為0.2~0.3mm的合金層，等離子噴涂工藝參數(shù)為：電壓50V、電流150A、噴涂距離為50-100mm，送粉率為30~50g/min；合金層平均硬度為330~440HV_0.3；

第四步：等離子熔射

在等離子噴涂過后獲得具有層狀結構的合金層上，利用等離子噴涂之后的預熱，通過等離子發(fā)生器進行等離子熔射，要求噴涂用的等離子炬和熔射用的等離子發(fā)生器以相同的速度和軌跡運動，等離子束熔射時，工件是陽極，形成的是轉移弧，冷卻以后形成厚度為0.8~1.2mm的熔覆層，平均硬度達670-1240 HV_0.3；等離子束熔射流電壓50V、電流150A、距離為20mm，送粉率為50g/min；

第五步：重復等離子噴涂與等離子熔射

根據(jù)需要再次等離子噴涂，之后再進行等離子熔射，如此反復，從而獲得沿厚度方向性能連續(xù)變化的多層的層、柱交替梯度結構，提高涂層材料的抗沖擊性能，涂層總厚度達2.5~3.0mm。

6.一種如權利要求1-4任一所述的層片狀和柱狀復合結構的耐蝕耐磨涂層在ZGMn13材料的閘閥、304不銹鋼材料的閘閥、316不銹鋼材料的閘閥、Q235鋼或Q255鋼的表面強化上的應用。