[發明專利]一種球化MMC復合涂層材料及其激光熔覆方法

有效

• 申請號: 201910372632.3
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN109943845B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 徐鵬;鄭德一;劉其斌
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22F1/00;C22C30/00
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 張梅

本發明公開了一種球化MMC復合涂層材料及其激光熔覆方法，由Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末、Ni粉末和納米WC粉末混合而成；所述涂層材料通過如下方法制備：（1）將所述粉末混合后放入球磨機球磨，得球磨粉末；（2）將球磨粉末干燥，得干燥粉末；（3）利用激光球化法處理干燥粉末，得球化的MMC復合涂層材料。其熔覆方法是采用同步送粉法進行激光熔覆。本發明具有陶瓷顆粒分布均勻，硬度更高，更耐磨，且可對異形面修復的特點。

技術領域

本發明涉及一種涂層材料及其激光熔覆方法，特別是一種球化MMC復合涂層材料及其激光熔覆方法。

背景技術

304不銹鋼可加工性好，經濟廉價的特點而被廣泛應用于工業生產與生活應用中，但在實際應用中存在大量因磨損而失效的情況。故急需開發提升304不銹鋼耐磨性的涂層，用于修復或強化304不銹鋼，同時也可創造出很高的經濟效益。為此，人們研究開發了激光熔覆Fe-Mn-Si系記憶合金涂層，利用形狀記憶合金的應力自適應特性，可松弛部分殘余應力，從而得到低殘余應力的涂層；摩擦磨損及疲勞過程中應力自適應特性同樣可以降低過程中產生的應力，從而提高耐磨性及耐疲勞性。

但是，傳統的涂層仍然存在硬度及耐磨性不足等缺點，硬質陶瓷相制備MMC復合涂層被廣泛應用于強化材料以提高材料硬度、耐磨性等性能。故在記憶合金涂層中加入陶瓷相可提高其耐磨性及硬度，很好的擴展了激光熔覆記憶合金涂層的應用范圍。

但是，現目前的MMC復合涂層仍然存在如下問題：1、加入的陶瓷粉末由于具有高密度的特點，易沉積于涂層下部，限制強化效果；2、現有的復合涂層粉末材料多為球磨法制備的異型粉末，熔覆過程中只能采用預置法，只能度平整的面進行修復，對于異形面則無法修復。因此，有必要研發一種硬度、耐磨強度更高，殘余應力更低，且能夠實現同步送粉的涂層材料。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種球化MMC復合涂層材料及其激光熔覆方法。本發明具有陶瓷顆粒分布均勻，硬度更高，更耐磨，且可對異形面修復的特點。

本發明的技術方案：一種球化MMC復合涂層材料，由Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末、Ni粉末和納米WC粉末混合而成；所述涂層材料通過如下方法制備：

（1）將所述粉末混合后放入球磨機球磨，得球磨粉末；

（2）將球磨粉末干燥，得干燥粉末；

（3）利用激光球化法處理干燥粉末，得球化的MMC復合涂層粉末材料。

前述的球化MMC復合涂層材料，所述復合涂層材料按重量份計，由Fe44-56份、Mn27-31份、Si7-9份、Cr3-4份、Ni2-3份和WC8-12份組成。

前述的球化MMC復合涂層材料，所述復合涂層材料按重量份計，由Fe48-52份、Mn28-30份、Si8-9份、Cr3-4份、Ni2-3份和WC9-11份組成。

前述的球化MMC復合涂層材料，所述復合涂層材料按重量份計，由Fe50份、Mn29份、Si8份、Cr3份、Ni3份和WC10份組成。

前述的球化MMC復合涂層材料，所述Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末、Ni粉末和納米WC粉末的純度均大于99.7%；Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末和Ni粉末的粒度為140-280目；納米WC粉末的粒度為40-100nm。

前述的球化MMC復合涂層材料，所述步驟（1）中，球磨時的磨料比為6-8:1，轉速為180-240r/min，球磨時間2-5h。

前述的球化MMC復合涂層材料，所述步驟（2）中，干燥的溫度為110-130℃，時間1-3h。