[發明專利]一種海洋環境使用的胞狀和柱狀組合結構涂層及制備方法

有效

• 申請號: 202110449831.7
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113151824B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 崔洪芝;宋曉杰;崔中雨;滿成;李燚周;高曉華;姜迪;王昕;李健
• 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
• 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

1.一種海洋環境使用的胞狀和柱狀組合結構涂層，其特征在于，它是在預處理的基體上，利用激光束擺動熔覆第一層合金粉末，改變快速垂直枝晶為胞狀晶，既提高熔覆層與基體的結合力，又阻隔液體腐蝕介質向著基體傳輸，提高耐蝕性；然后在獲得的胞狀晶熔覆層上，再利用激光束快速熔覆第二層合金粉末形成表面合金層，不擺動，在胞狀晶基礎上再獲得具有柱狀結構的細密枝晶組織；

所述的第一層合金粉末由Co、Cr、Fe、Ni和Mn粉末組成，合金粉末的摩爾配比為Co：Cr：Fe：Ni：Mn=1：1：1：1：1；第二層合金粉末由Co、Cr、Fe、Ni、Mn、Ti和B₄C粉末組成，合金粉末的摩爾配比為Co：Cr：Fe：Ni：Mn：Ti：B₄C=1：1：1：1：1：x：y，其中x=0.25~1, y =1/3x；

所述的激光束擺動熔覆第一層合金粉末參數為：激光擺動熔覆功率1200W，掃描速度8mm/s，光斑直徑 3mm，搭接率 33%，擺動振幅為1.5 -3.5mm、擺動頻率為300 Hz；激光束快速熔覆第二層合金粉末參數為：激光熔覆功率1500W，掃描速度 10mm/s，光斑直徑 3mm，搭接率 33%，不擺動。

2.一種具有胞狀和柱狀組合結構的海洋環境用的涂層的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1：粉體準備

按照Co：Cr：Fe：Ni：Mn=1：1：1：1：1摩爾比稱取第一層合金粉，按照Co：Cr：Fe：Ni：Mn：Ti：B₄C=1：1：1：1：1：x：y摩爾比稱取第二層合金粉，粉體的粉體粒度為48-75μm，將配置好的第一層和第二層合金粉分別置于三維混料機中混合24h；

所述的x=0.25~1, y =1/3x；

步驟2：基體表面預處理

在進行熔覆前先將基體進行清洗、打磨找平、去除油污鐵銹，最后烘干；

步驟3：激光擺動熔覆第一層胞狀結構

激光擺動熔覆功率1200W，掃描速度8mm/s，光斑直徑 3mm，搭接率 33%，擺動振幅為1.5-3.5mm、擺動頻率為300 Hz，對預涂的第一層合金粉末Ni、Cr、Mn、Co、Fe進行第一次激光熔覆，第一熔覆層具有胞狀結構，厚度為1.5-2mm，平均硬度為220-600HV_0.1，能阻隔液體腐蝕介質向著基體傳輸；

步驟4：激光熔覆第二層表面合金層，獲得具有柱狀結構的細密枝晶組織

激光熔覆功率1500W，掃描速度 10mm/s，光斑直徑 3mm，搭接率 33%，不擺動，對預涂的第二層合金粉末粉末Ni、Cr、Mn、Co、Fe、Ti、B₄C進行第二次激光熔覆，第二熔覆層具有柱狀結構，厚度為0.5-1mm，平均硬度為740-950HV_0.1在磨損過程中表現出非常強的抗粘著磨損、磨粒磨損性能；熔覆結束后涂層空冷至室溫，使用銅刷去除熔渣和氧化皮，至此熔覆過程結束，形成具有胞狀和柱狀組合結構的熔射層。