[發明專利]一種強韌耐磨強化層及其制備方法

在審

• 申請號: 202110448607.6
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113122840A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 崔洪芝;畢勇;馬國梁;宋曉杰;滿成;崔中雨;逄昆;張宏偉
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C30/00;C22C32/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 段毅凡

1.一種強韌耐磨強化層，其特征在于，它的原料是添加50wt％～80wt％的Ni-Co-Cr中熵合金粉末，并根據中熵合金粉末的配比添加20wt％～50wt％的強化相陶瓷粉末，兩者混合得到混合粉末，利用激光熔覆將復合涂層熔覆在24CrNiMo基體上；所述的陶瓷粉末至少包括WC粉，上述粉末在激光熔覆過程中WC陶瓷顆粒會發生不同程度的分解，形成硬度介于WC和FCC基體之間的W₂C、M₂₃C₆、M₇C₃、M₆C化合物，這些化合物與外加的陶瓷強化相配合，對中熵合金Ni-Co-Cr的FCC基體，形成梯次強化作用。

2.如權利要求1所述的強韌耐磨強化層，其特征在于，所述的陶瓷相粉末還包括TiC、ZrC、NbC或/和VC；此時，WC粉占強化相陶瓷粉末的80wt％～100wt％，其余陶瓷粉共占剩余配比的0～20wt％。

3.一種強韌耐磨強化層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：粉體準備

激光熔覆原材料分為中熵合金粉末和強化相WC粉，所選的中熵合金Ni、Co、Cr粉末粒度皆為45～75μm，粉末配比為等摩爾比Ni：Co：Cr＝1：1：1，強化相WC粉粒度為35～45μm，TiC、ZrC、NbC、VC等度為10～20μm。根據質量比配比粉末，中熵合金粉末為50％～80％，陶瓷粉末為20％～50％，而在陶瓷粉末中WC粉占80％～100％，其余TiC、ZrC、NbC或/和VC共占0～20％；按照配比比例稱取粉末，通過三維混料機混合處理，得到復合粉末，進行烘干；

步驟2：基體表面預處理

對24CrNiMo鋼表面去除油污及氧化物、打磨平整備激光熔覆使用；

步驟3：激光熔覆

將表面預處理后的24CrNiMo鋼基體放置于激光熔覆設備工作臺上，將烘干處理后的復合粉末均勻鋪展在24CrNiMo鋼基體，鋪粉厚度為15～20mm；運行激光熔覆設備，所用實驗參數為：激光功率為1000W～1500W，光斑直徑為4mm，掃描速率為7～11mm/s，搭接率為40～50％；根據程序編寫的激光掃描路徑，對24CrMoNi基體上鋪展好的復合粉末進行掃描，同時通入保護氣體進行氣氛保護，粉末層完全熔化并凝固，形成完全冶金結合的金屬，熔覆層中存在FCC相、外加的WC陶瓷相，以及形成的W₂C、M₂₃C₆、M₇C₃、M₆C化合物，對熔覆層形成了軟硬配合有梯次的組織。