[發明專利]一種高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201910810610.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110434327B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李長久;張山林;王雅婷;雒曉濤;李成新;楊冠軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F1/00;C23C4/06;C23C4/12;C22C29/08;C22C29/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用金屬作為包覆材料，金屬陶瓷顆粒作為被包覆材料，用金屬包覆金屬陶瓷顆粒制成噴涂粉末原料；

其中，作為包覆材料的金屬與作為被包覆材料的金屬陶瓷顆粒所用的金屬相同或熱物理性能相近；

作為被包覆材料的金屬陶瓷顆粒為由致密的金屬粘接相將陶瓷顆粒相粘結在一起構成牢固的金屬陶瓷顆粒；

2)采用熱噴涂方法將步驟1)制得的噴涂粉末原料加熱至作為包覆材料的金屬相完全熔化或接近完全熔化的狀態，形成被包覆材料的金屬陶瓷顆粒芯部不熔化的半熔粒子，碰撞金屬基體后噴涂沉積在金屬基體表面形成金屬陶瓷涂層，即高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層。

2.根據權利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，步驟2)中，熱噴涂操作時，作為包覆材料的金屬熔化后與被包覆材料金屬陶瓷顆粒中的金屬粘接相形成冶金結合，并填充在未熔化的金屬陶瓷顆粒形成的孔隙中，形成致密的金屬-金屬陶瓷復合涂層。

3.根據權利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，作為包覆材料的金屬占金屬和被包覆金屬陶瓷顆粒總質量的30％～45％；作為包覆材料的金屬選用Ni、NiCo、或NiCr合金；且作為被包覆材料的金屬陶瓷顆粒具有近球形形貌，顆粒尺寸為30～150μm。

4.根據權利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，作為被包覆材料的金屬陶瓷顆粒為Co基WC金屬陶瓷顆粒，Co基WC金屬陶瓷顆粒中Co的質量分數為5％～17％；

或者為NiCr基Cr₃C₂金屬陶瓷顆粒，NiCr基Cr₃C₂金屬陶瓷顆粒中NiCr的質量分數為15％～25％。

5.根據權利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，金屬基體包括鐵基合金、鋁合金、銅或Ni基合金，使用時金屬基體的表面經清潔及噴砂粗糙化處理。

6.根據權利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，金屬陶瓷顆粒的硬度大于Hv1000，且其硬度顯著大于金屬基體的硬度。

7.根據權利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，步驟1)中，采用機械合金法或水熱還原法制備金屬包覆金屬陶瓷顆粒的噴涂粉末原料。

8.根據權利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層制備方法，其特征在于，步驟2)中，熱噴涂方法為等離子噴涂、普通火焰噴涂或超音速火焰噴涂。

9.采用權利要求1～8中任意一項所述的制備方法制得的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層，其特征在于，該耐磨涂層具有粗糙的表面結構：在磨損過程中，金屬被優先磨損，金屬陶瓷顆粒無磨損，以半球結構凸浮于涂層表面，保證涂層表面的高粗糙度，實現磨損過程中原位再生。

10.如權利要求9所述的高粗糙度可再生的高摩擦系數耐磨涂層，其特征在于，該耐磨涂層厚度在0.15～5mm范圍內可調。