CN107881500B - 一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法 - Google Patents

一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107881500B
CN107881500B CN201711173730.1A CN201711173730A CN107881500B CN 107881500 B CN107881500 B CN 107881500B CN 201711173730 A CN201711173730 A CN 201711173730A CN 107881500 B CN107881500 B CN 107881500B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
percent
resistant
laser
carbon nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711173730.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107881500A (zh
Inventor
刘红江
龙小芳
李瑞迪
谢湛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Kunwei New Material Co ltd
Original Assignee
Hunan Kunwei New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Kunwei New Material Co ltd filed Critical Hunan Kunwei New Material Co ltd
Priority to CN201711173730.1A priority Critical patent/CN107881500B/zh
Publication of CN107881500A publication Critical patent/CN107881500A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107881500B publication Critical patent/CN107881500B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
    • C23C24/103—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/105—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing inorganic lubricating or binding agents, e.g. metal salts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，按重量百分比计，包括：CoCrMnFeWMoC合金粉76‑90%；NiCu增韧粉5‑20%；WC包覆的碳纳米管增强粉0.5‑5%；TiSnZrCu非晶粉2‑10%；CaF2或WS2润滑粉1‑5%。针对目前激光单一热源熔覆铁基、镍基、钴基耐磨合金涂层存在的不足，本发明提供了一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料。本发明还公开了一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法。

Description

一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明属于轴类零件表面金属表面涂层制造领域，涉及一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法。本发明将激光与电弧能量源复合，通过其高密度能量将粉末熔覆与金属基材表面，制造出高强韧、高附着力、耐磨金属涂层。
背景技术
高温、高速、高真空、强氧化等苛刻环境下工作的航空航天、冶金、化工、热核等工业机械装备的关键基础件，其摩擦、磨损及润滑问题直接影响到装备运行稳定性与安全可靠性，也是目前制约我国许多高端技术领域关键装备发展。激光熔覆能量密度高，热影响小，涂层致密且与基材冶金结合，涂层成分和厚度可控，可实现柔性选区加工等优点，被认为是目前机械零部件最为理想的绿色表面改性与再制造技术之一。因此，将激光熔覆对于减少装备摩擦与磨损、延长使用寿命、节能环保与节材具有重要的现实意义。
近年来，我国高速列车得到了长足发展，激光熔覆技术在高速列车轴类零件表面强化方面具有重要应用前景。高速列车轴类零件的服役工况为：长期连续工作的摩擦磨损、轴向和径向动量冲击、大气与水分介质腐蚀、温度的快速变化。因此，高铁轴类零件对表面涂层提出了较高要求：1)具有极高硬度和极强耐磨性；2)具有较高的抗冲击性能和较高的韧性；3)涂层与基体具有良好的结合力耐冲击；4)具有较高的耐化学腐蚀性；5)具有较高的耐低温性能，在高寒地区仍有较高的强度。
然而激光熔覆耐磨涂层目前存在如下问题：
1)传统单一热源的激光熔覆技术温度梯度较大，容易使涂层出现裂纹，导致耐磨涂层失效；
2)传统熔覆技术无法解决涂层与基体热适配而出现弱结合问题，特别是在高铁高速行驶连续冲击工况下涂层与基体容易脱落；
3)传统激光涂层材料，如铁基、镍基、钴基合金，具有高硬度与耐磨性，但是摩擦系数高，摩擦过程产热大，也会加剧磨损；
4)传统激光熔覆材料，尽管具有较高的硬度，但不耐冲击，韧性较差，导致轴类零件在沿轴向、径向振动时，发生涂层开裂及脱落；
5)我国幅员辽阔，高速列车在高寒地区行驶时，要求涂层材料仍然具有常温下良好的性能，但是一般激光熔覆材料极易产生低温脆性、韧性大大降低，不适宜高寒地区。
发明内容
针对目前激光单一热源熔覆铁基、镍基、钴基耐磨合金涂层存在的不足，本发明提供了一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料。
本发明还公开了一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，按重量百分比计，包括：CoCrMnFeWMoC合金粉76-90％；NiCu增韧粉5-20％；WC包覆的碳纳米管增强粉0.5-5％；TiSnZrCu非晶粉2-10％；CaF2或WS2润滑粉1-5％。
优选的，所述涂层材料采用球磨混合制得。
优选的，所述CoCrMnFeWMoC合金粉中，各个元素的摩尔比为Co：10-25％；Cr：5-25％；Mn：5-25％；Fe：5-25％；W：3-25％；Mo：2-10％；C：0.5-3％。
优选的，NiCu增韧粉中各个元素的摩尔比为Ni：50-80％；Cu：20-50％。
优选的，WC包覆的碳纳米管增强粉中WC含量0.2-3％，其余为碳纳米管。
优选的，TiSnZrCu非晶粉中各组元含量为：Ti：40-60％；Zr：3-10％；Cu：30-50％；Sn：2-6％。
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)球磨混合：将CoCrMnFeWMoC合金粉、NiCu增韧粉、WC包覆的碳纳米管增强粉、TiSnZrCu非晶粉、CaF2或WS2润滑粉球磨混合，得到复合粉体，置于激光送粉器中；
2)复合：激光送粉器与电磁感应器连接一体，首先同时施加激光头与电磁感器，然后施加喷丸；激光头、感应器、喷丸头位于同一水平线，同时移动；
3)熔覆：首先采用电磁感应对熔覆基板预热，然后用激光将合金粉末在高铁轴类零件表面熔化，熔化温度达到零件的熔化温度，使涂层与零件界面同时熔化；同时，采用电磁感应对涂层/零件熔化熔池进行搅动，使得涂层与界面相互穿插渗透，形成模糊界面，大大提高界面结合强度。
优选的，其中激光送粉器为YAG、光纤或半导体激光器。
优选的，所述步骤2)中，激光功率500-2000W，扫描速度5-50mm/s，磁场强度(1-10)×105T，频率100-800Hz，喷丸粒度5-50目。
本发明的有益效果：(1)本发明是一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，主要用于高速列车轴类零件表面，所述涂层材料是一种复合金属粉体，是一种熔覆新材料，是目前行业的空白材料。本发明包括以CoCrMnFeWMoC为主要成分的高熵耐磨合金粉，还包括NiCu增韧相、WC包覆的碳纳米管增强相、TiSnZrCu非晶粉的增强相、CaF2/WS2润滑剂组成；本发明制备工艺采用熔覆新方法，是一种激光与其他能量场复合工艺，通过激光与电磁感应以及高能喷丸复合技术复合。
(2)本发明制备高铁轴类零件表面熔覆用新型合金复合粉体材料：以CoCrMnFeWMoC合金粉为主要成分，具有较高耐磨性、高硬度、低温性能；还包括NiCu增韧相，以增强合金的韧性以及冲击抗震性、WC包覆的碳纳米管增强相，增加合金的强度；TiSnZrCu非晶粉相，增加合金的耐腐蚀；CaF2/WS2润滑相，减少合金的摩擦系数。
(3)电磁感应可对熔池保温，降低热应力，防止开裂；高温喷丸可使材料达到细晶甚至纳米晶组织，性能进一步提升；
(4)通过以上合金材料与熔覆技术，可以实现高熵基的耐磨、高硬度、抗低温、耐腐蚀、穿插渗透、高强韧性与高结合力的金属涂层，可用于高速列车轴类零件表面涂层。
(5)本发明复合粉体采用特定的几种组元粉体及其比例，可实现熔覆涂层强度、硬度、韧性、低温强度、耐腐蚀性的可控订制。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
以下是具体实施例
实施例1
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，按重量百分比计，包括：CoCrMnFeWMoC合金粉76％；NiCu增韧粉20％；WC包覆的碳纳米管增强粉1％；TiSnZrCu非晶粉2％；CaF2润滑粉1％。
所述CoCrMnFeWMoC合金粉中，各个元素的摩尔比为Co：25％；Cr：20％；Mn：25％；Fe：10％；W：10％；Mo：8％；C：2％。
NiCu增韧粉中各个元素的摩尔比为Ni：50％；Cu：50％。
WC包覆的碳纳米管增强粉中WC含量0.2％，其余为碳纳米管。
TiSnZrCu非晶粉中各组元含量为：Ti：40％；Zr：10％；Cu：45％；Sn：5％。
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料制备：采用熔炼气雾化法制得CoCrMnFeWMoC合金粉；采用熔炼氩气雾化制得NiCu增韧性粉体；WC包覆的碳纳米管增强相粉体制备方法为，WC粉与碳纳米管混合，采用无压放电等离子烧结法，使WC在碳纳米管表面扩散，从而制备出WC包覆纳米碳管。
2)球磨混合：所述涂层材料为高铁轴类零件表面熔覆用新型合金复合粉体材料，采用下述几种粉体组元球磨混合而成，其粉体原料重量百分比为：CoCrMnFeWMoC合金粉76％；NiCu增韧粉20％；WC包覆的碳纳米管增强粉1％；TiSnZrCu非晶粉2％；CaF2润滑粉1％。
3)复合：高铁轴类零件表面熔覆新工艺为通过激、电磁感应、表面喷丸三位一体的原位复合制造技术。具体工艺为：将复合金粉置于激光送粉器中，激光送粉器又与电磁感应器连接一体，首先同时施加激光头与电磁感器，然后施加喷丸；激光头、感应器、喷丸头位于同一水平线，同时移动；其中激光送粉器为YAG、光纤或半导体激光器。激光功率500W，扫描速度5mm/s，磁场强度1×105T，频率100Hz，喷丸粒度5目。
4)熔覆：首先采用电磁感应对基体预热，然后用激光将合金粉末在高铁轴类零件表面熔化，熔化温度达到零件的熔化温度，使涂层与零件界面同时熔化；同时，采用电磁感应对涂层/零件熔化熔池进行搅动，使得涂层与界面相互穿插渗透，形成模糊界面，大大提高界面结合强度。
实施例2
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，按重量百分比计，包括：CoCrMnFeWMoC合金粉90％；NiCu增韧粉5％；WC包覆的碳纳米管增强粉2％；TiSnZrCu非晶粉2％；WS2润滑粉1％。
所述CoCrMnFeWMoC合金粉中，各个元素的摩尔比为Co：10％；Cr：25％；Mn：5％；Fe：25％；W：25％；Mo：7％；C：3％。
NiCu增韧粉中各个元素的摩尔比为Ni：80％；Cu：20％。
WC包覆的碳纳米管增强粉中WC含量3％，其余为碳纳米管。
TiSnZrCu非晶粉中各组元含量为：Ti：60％；Zr：3％；Cu：31％；Sn：6％。
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料制备：采用熔炼气雾化法制得CoCrMnFeWMoC合金粉；采用熔炼氩气雾化制得NiCu增韧性粉体；WC包覆的碳纳米管增强相粉体制备方法为，WC粉与碳纳米管混合，采用无压放电等离子烧结法，使WC在碳纳米管表面扩散，从而制备出WC包覆纳米碳管。
2)球磨混合：所述涂层材料为高铁轴类零件表面熔覆用新型合金复合粉体材料，采用下述几种粉体组元球磨混合而成，其粉体原料重量百分比为：CoCrMnFeWMoC合金粉90％；NiCu增韧粉5％；WC包覆的碳纳米管增强粉2％；TiSnZrCu非晶粉2％；WS2润滑粉1％。
3)复合：高铁轴类零件表面熔覆新工艺为通过激、电磁感应、表面喷丸三位一体的原位复合制造技术。具体工艺为：将复合金粉置于激光送粉器中，激光送粉器又与电磁感应器连接一体，首先同时施加激光头与电磁感器，然后施加喷丸；激光头、感应器、喷丸头位于同一水平线，同时移动；其中激光送粉器为YAG、光纤或半导体激光器。激光功率2000W，扫描速度50mm/s，磁场强度10×105T，频率800Hz，喷丸粒度50目。
4)熔覆：首先采用电磁感应对基体预热，然后用激光将合金粉末在高铁轴类零件表面熔化，熔化温度达到零件的熔化温度，使涂层与零件界面同时熔化；同时，采用电磁感应对涂层/零件熔化熔池进行搅动，使得涂层与界面相互穿插渗透，形成模糊界面，大大提高界面结合强度。
实施例3
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，按重量百分比计，包括：CoCrMnFeWMoC合金粉80％；NiCu增韧粉5％；WC包覆的碳纳米管增强粉0.5％；TiSnZrCu非晶粉9.5％；WS2润滑粉5％。
所述CoCrMnFeWMoC合金粉中，各个元素的摩尔比为Co：25％；Cr：25％；Mn：11.5％；Fe：25％；W：3％；Mo：10％；C：0.5％。
NiCu增韧粉中各个元素的摩尔比为Ni：50％；Cu：50％。
WC包覆的碳纳米管增强粉中WC含量0.2％，其余为碳纳米管。
TiSnZrCu非晶粉中各组元含量为：Ti：60％；Zr：8％；Cu：30％；Sn：2％。
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料制备：采用熔炼气雾化法制得CoCrMnFeWMoC合金粉；采用熔炼氩气雾化制得NiCu增韧性粉体；WC包覆的碳纳米管增强相粉体制备方法为，WC粉与碳纳米管混合，采用无压放电等离子烧结法，使WC在碳纳米管表面扩散，从而制备出WC包覆纳米碳管。
2)球磨混合：所述涂层材料为高铁轴类零件表面熔覆用新型合金复合粉体材料，采用下述几种粉体组元球磨混合而成，其粉体原料重量百分比为：CoCrMnFeWMoC合金粉80％；NiCu增韧粉5％；WC包覆的碳纳米管增强粉0.5％；TiSnZrCu非晶粉9.5％；WS2润滑粉5％。
3)复合：高铁轴类零件表面熔覆新工艺为通过激、电磁感应、表面喷丸三位一体的原位复合制造技术。具体工艺为：将复合金粉置于激光送粉器中，激光送粉器又与电磁感应器连接一体，首先同时施加激光头与电磁感器，然后施加喷丸；激光头、感应器、喷丸头位于同一水平线，同时移动；其中激光送粉器为YAG、光纤或半导体激光器。激光功率1000W，扫描速度20mm/s，磁场强度5×105T，频率500Hz，喷丸粒度20目。
4)熔覆：首先采用电磁感应对基体预热，然后用激光将合金粉末在高铁轴类零件表面熔化，熔化温度达到零件的熔化温度，使涂层与零件界面同时熔化；同时，采用电磁感应对涂层/零件熔化熔池进行搅动，使得涂层与界面相互穿插渗透，形成模糊界面，大大提高界面结合强度。
实施例4
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，按重量百分比计，包括：CoCrMnFeWMoC合金粉76％；NiCu增韧粉5％；WC包覆的碳纳米管增强粉5％；TiSnZrCu非晶粉10％；CaF2润滑粉4％。
所述CoCrMnFeWMoC合金粉中，各个元素的摩尔比为Co：25％；Cr：15％；Mn：25％；Fe：5％；W：25％；Mo：2％；C：3％。
NiCu增韧粉中各个元素的摩尔比为Ni：80％；Cu：20％。
WC包覆的碳纳米管增强粉中WC含量3％，其余为碳纳米管。
TiSnZrCu非晶粉中各组元含量为：Ti：40％；Zr：7％；Cu：50％；Sn：3％。
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料制备：采用熔炼气雾化法制得CoCrMnFeWMoC合金粉；采用熔炼氩气雾化制得NiCu增韧性粉体；WC包覆的碳纳米管增强相粉体制备方法为，WC粉与碳纳米管混合，采用无压放电等离子烧结法，使WC在碳纳米管表面扩散，从而制备出WC包覆纳米碳管。
2)球磨混合：所述涂层材料为高铁轴类零件表面熔覆用新型合金复合粉体材料，采用下述几种粉体组元球磨混合而成，其粉体原料重量百分比为：CoCrMnFeWMoC合金粉76％；NiCu增韧粉5％；WC包覆的碳纳米管增强粉5％；TiSnZrCu非晶粉10％；CaF2润滑粉4％。
3)复合：高铁轴类零件表面熔覆新工艺为通过激、电磁感应、表面喷丸三位一体的原位复合制造技术。具体工艺为：将复合金粉置于激光送粉器中，激光送粉器又与电磁感应器连接一体，首先同时施加激光头与电磁感器，然后施加喷丸；激光头、感应器、喷丸头位于同一水平线，同时移动；其中激光送粉器为YAG、光纤或半导体激光器。激光功率500W，扫描速度5mm/s，磁场强度1×105T，频率100Hz，喷丸粒度5目。
4)熔覆：首先采用电磁感应对基体预热，然后用激光将合金粉末在高铁轴类零件表面熔化，熔化温度达到零件的熔化温度，使涂层与零件界面同时熔化；同时，采用电磁感应对涂层/零件熔化熔池进行搅动，使得涂层与界面相互穿插渗透，形成模糊界面，大大提高界面结合强度。
实施例5
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，按重量百分比计，包括：CoCrMnFeWMoC合金粉76％；NiCu增韧粉10％；WC包覆的碳纳米管增强粉3％；TiSnZrCu非晶粉8％；CaF2润滑粉3％。
所述CoCrMnFeWMoC合金粉中，各个元素的摩尔比为Co：25％；Cr：5％；Mn：25％；Fe：7％；W：25％；Mo：10％；C：3％。
NiCu增韧粉中各个元素的摩尔比为Ni：50％；Cu：50％。
WC包覆的碳纳米管增强粉中WC含量0.2％，其余为碳纳米管。
TiSnZrCu非晶粉中各组元含量为：Ti：50％；Zr：10％；Cu：35％；Sn：5％。
一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)原料制备：采用熔炼气雾化法制得CoCrMnFeWMoC合金粉；采用熔炼氩气雾化制得NiCu增韧性粉体；WC包覆的碳纳米管增强相粉体制备方法为，WC粉与碳纳米管混合，采用无压放电等离子烧结法，使WC在碳纳米管表面扩散，从而制备出WC包覆纳米碳管。
2)球磨混合：所述涂层材料为高铁轴类零件表面熔覆用新型合金复合粉体材料，采用下述几种粉体组元球磨混合而成，其粉体原料重量百分比为：CoCrMnFeWMoC合金粉76％；NiCu增韧粉10％；WC包覆的碳纳米管增强粉3％；TiSnZrCu非晶粉8％；CaF2润滑粉3％。
3)复合：高铁轴类零件表面熔覆新工艺为通过激、电磁感应、表面喷丸三位一体的原位复合制造技术。具体工艺为：将复合金粉置于激光送粉器中，激光送粉器又与电磁感应器连接一体，首先同时施加激光头与电磁感器，然后施加喷丸；激光头、感应器、喷丸头位于同一水平线，同时移动；其中激光送粉器为YAG、光纤或半导体激光器。激光功率2000W，扫描速度50mm/s，磁场强度10×105T，频率800Hz，喷丸粒度50目。
4)熔覆：首先采用电磁感应对基体预热，然后用激光将合金粉末在高铁轴类零件表面熔化，熔化温度达到零件的熔化温度，使涂层与零件界面同时熔化；同时，采用电磁感应对涂层/零件熔化熔池进行搅动，使得涂层与界面相互穿插渗透，形成模糊界面，大大提高界面结合强度。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，其特征在于，按重量百分比计，由CoCrMnFeWMoC合金粉76-90％；NiCu增韧粉5-20％；WC包覆的碳纳米管增强粉0.5-5％；TiSnZrCu非晶粉2-10％；CaF2或WS2润滑粉1-5％组成；
所述CoCrMnFeWMoC合金粉中，各个元素的摩尔比为Co：10-25％；Cr：5-25％；
Mn：5-25％；Fe：5-25％；W：3-25％；Mo：2-10％；C：0.5-3％；
NiCu增韧粉中各个元素的摩尔比为Ni：50-80％；Cu：20-50％；
TiSnZrCu非晶粉中各组元含量为：Ti：40-60％；Zr：3-10％；Cu：30-50％；Sn：2-6％；
WC包覆的碳纳米管增强粉中WC含量0.2-3％，其余为碳纳米管；
WC包覆的碳纳米管增强相粉体制备方法为，WC粉与碳纳米管混合，采用无压放电等离子烧结法，使WC在碳纳米管表面扩散，制备出WC包覆碳纳米管；
上述高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
1)混合：将CoCrMnFeWMoC合金粉、NiCu增韧粉、WC包覆的碳纳米管增强粉、TiSnZrCu非晶粉、CaF2或WS2润滑粉球磨混合，得到复合粉体，置于激光送粉器中；
2)：激光送粉器与电磁感应器连接一体，首先同时施加激光头与电磁感器，然后施加喷丸；激光头、感应器、喷丸头位于同一水平线，同时移动；
3)：首先采用电磁感应对基体预热，然后用激光将合金粉末在高铁轴类零件表面熔化，熔化温度达到零件的熔化温度，使涂层与零件界面同时熔化；同时，采用电磁感应对涂层/零件熔化熔池进行搅动，使得涂层与界面相互穿插渗透，形成模糊界面，大大提高界面结合强度；另外，电磁感应还可对熔池保温，降低热应力，防止开裂；高温喷丸可使材料达到细晶甚至纳米晶组织，性能进一步提升。
2.根据权利要求1所述的一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，其特征在于，所述涂层材料采用球磨混合制得。
3.根据权利要求1所述的一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，其特征在于，其中激光送粉器为YAG、光纤或半导体激光器。
4.根据权利要求1所述的一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料，其特征在于，所述步骤2)中，激光功率500-2000W，扫描速度5-50mm/s，频率100-800Hz，喷丸粒度5-50目。
CN201711173730.1A 2017-11-22 2017-11-22 一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法 Active CN107881500B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711173730.1A CN107881500B (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711173730.1A CN107881500B (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107881500A CN107881500A (zh) 2018-04-06
CN107881500B true CN107881500B (zh) 2020-06-19

Family

ID=61778055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711173730.1A Active CN107881500B (zh) 2017-11-22 2017-11-22 一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107881500B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109161710A (zh) * 2018-09-12 2019-01-08 福州大学 一种含自润滑相的高熵合金复合材料及其制备方法
CN110747384A (zh) * 2019-11-21 2020-02-04 江苏威拉里新材料科技有限公司 一种钴基金属粉末
CN113355670A (zh) * 2021-06-09 2021-09-07 上海交通大学 一种非晶复合涂层及其制备方法
CN116254529A (zh) * 2023-02-22 2023-06-13 西北工业大学 抗高温微动磨损自润滑涂层及其制备方法
CN118272743B (zh) * 2024-03-14 2024-09-10 西安工业大学 一种微合金化的高性能高熵非晶合金及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101070595A (zh) * 2007-06-13 2007-11-14 华中科技大学 激光感应复合熔覆制备材料涂层的方法及装置
CN103556146A (zh) * 2013-11-06 2014-02-05 四川建筑职业技术学院 制备高熵合金涂层的方法
CN106011840A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 河北科技大学 一种抗冲击金属陶瓷耐磨涂层及其制备方法
CN107124875A (zh) * 2014-11-06 2017-09-01 贝克休斯公司 制备抗摩擦涂层的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101070595A (zh) * 2007-06-13 2007-11-14 华中科技大学 激光感应复合熔覆制备材料涂层的方法及装置
CN103556146A (zh) * 2013-11-06 2014-02-05 四川建筑职业技术学院 制备高熵合金涂层的方法
CN107124875A (zh) * 2014-11-06 2017-09-01 贝克休斯公司 制备抗摩擦涂层的方法
CN106011840A (zh) * 2016-06-12 2016-10-12 河北科技大学 一种抗冲击金属陶瓷耐磨涂层及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ti-based glassy alloys in Ti-Cu-Zr-Sn system;WANG ZengRui等;《SCIENCE CHINA》;20130701;第56卷(第7期);1419-1422页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107881500A (zh) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107881500B (zh) 一种高强耐磨抗冲击与高附着力涂层材料及其制备方法
CN101109026A (zh) 一种高炉风口套表面耐磨抗热复合涂层的激光熔焊方法
CN102453901B (zh) 在石油钻杆表面制备wc硬质合金耐磨带的方法
CN110785508B (zh) 适于在基质上提供硬和耐磨涂层的铁基合金、具有硬和耐磨涂层的制品及其制造方法
CN102352477A (zh) 一种结晶器铜板表面超音速大气等离子喷涂氧化锆的方法
CN112626378B (zh) 铁铝合金复合强化铝基材料、其制备方法及应用
CN108517518B (zh) 一种提高钛合金高温抗氧化性能的复合涂层的制备方法
CN112063934A (zh) 一种用于汽轮机转子轴颈修复的激光熔覆铁基合金粉末及制备和应用
CN104195362A (zh) 一种高硼耐磨蚀合金制备方法
CN106756994A (zh) 一种激光熔覆涂层的镍基复合粉末及制备涂层的方法
Liu et al. Effects of temperature and atmosphere on microstructure and tribological properties of plasma sprayed FeCrBSi coatings
CN111763902A (zh) 一种粉芯丝材及其制备方法、防腐耐磨复合涂层及其制备方法
CN113278960B (zh) 一种新型等离子堆焊Fe-Mo2FeB2过渡层的制备方法
CN113235087A (zh) 一种用于锌锅辊轴套表面激光熔覆的工艺
CN102974955B (zh) 一种磁控焊接熔敷成形制备高强铝合金接头的焊接丝材
CN110004372B (zh) 一种耐高温、抗氧化、耐磨冶金辊及其制备方法
CN109371392B (zh) 一种用于海工液压活塞杆的镍基抗磨耐蚀涂层的组合物、涂层及其制备方法
CN105734480B (zh) 一种提高铅冷中子堆结构组件耐腐蚀的方法
KR20110131687A (ko) 초고속화염용사법（ｈｖｏｆ）을 이용한 스테인레스강의 코팅방법
CN109136910B (zh) 一种高耐磨涂层材料及其制备方法与应用
CN100518996C (zh) 一种在连续铸造结晶器表面制备强化涂层的方法
CN109161888A (zh) 一种提高轧管工器具表面高温耐磨性且抗粘钢的激光熔敷用粉末
JP2012042317A (ja) 熱中性子遮蔽材料及びその製造方法
CN109355656A (zh) 一种用于激光熔覆的药芯焊丝
CN109175380A (zh) 一种抗磨损高熵合金齿轮的激光增材制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant