CN109487197B - 一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法和系统，具体为将金属合金粉末送入高温等离子射流中，然后将在大气氛围下将高温等离子射流喷向经过预处理的基体的表面。由于当将该含钼壳体包覆的含X元素合金粉末粒子送进等离子喷涂用的高温等离子射流中加热时，紧密均匀包覆的含钼壳层将使得整个粒子可加热到钼熔点以上的高温；且钼和X的氧化能够保护内部金属元素避免氧化，当该沉积层沉积在铁基或镍基合金表面时，因碰撞熔化而形成冶金结合，大幅度提高沉积层与基体的结合强度。从而解决了在大气氛围下制备的金属合金涂层的性能较差的问题。

Description

一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法和系统

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别是涉及一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法和系统。

背景技术

等离子喷涂是通过制备金属或非金属沉积层、提高金属材料服役性能的重要方法，也可以用作增材制造与再制造方法。制备沉积层时一般是将粉末颗粒原料送进等离子射流，等离子射流被加速的同时将粉末颗粒原料加热至熔融或接近熔融的状态，依次碰撞在基体表面堆积而形成沉积层。所形成的沉积层由源于熔融或半熔态的粒子变形形成的圆盘状或近圆盘状的粒子堆积而成，具有层状结构特征，同时因碰撞后铺展熔体不能填充基体的粗糙表面下凹结构形成一定含量的孔隙。

沉积层内的粒子层之间的界面结合状态决定着其各种性能。有研究表明，热喷涂陶瓷涂层的粒子层间结合率非常有限，通常小于32％，金属沉积层的粒子层间结合则小于40％，而沉积层的各种力学性能(如弹性模量、断裂韧性、冲蚀磨损率)、电导率、热导率等由于受此影响，只能达到同类材料经烧结或铸造成的块体性能的5～40％。

当等离子喷涂在大气气氛中进行时，大气成分将不可避免地卷入等离子射流中，有研究表明，在离开等离子喷枪喷嘴出口的距离达到50mm以上时，空气成分在等离子射流中占比达到90％以上。空气的卷入使得高温等离子射流具有显著的氧化性，因此，在大气氛中喷涂沉积金属合金时，加热至熔融状态的高温合金粒子不可避免发生氧化，而氧化物沉积夹杂在涂层时，又阻止金属合金之间的直接接触与结合的形成，增加弱结合或不结合的粒子界面，由此进一步削弱了涂层整体的性能。

当含有较多氧化物的粒子层间呈现有限结合的这类沉积层在冲击、冲蚀、空蚀、微动磨损环境下，或在高应力磨料磨损服役环境下，因粒子层间没有形成结合的界面以微裂纹缺陷的形式存在于沉积层中，在上述载荷作用下，不仅削弱了承载能力，而且表现为预先存在的微裂纹，在各类载荷，特别是交替动载荷下，不断扩展使得通过粒子脱落的形式加速发生磨损。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法和系统，以解决在大气氛围下制备的金属合金涂层的性能较差的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法，包括步骤：

对待喷涂的基体的表面进行除锈、除污、除油和喷砂粗糙化操作；

将金属合金粉末送入高温等离子射流，以使所述金属合金粉末在高温等离子射流的作用下进入熔融状态，所述金属合金粉末由金属合金粒子构成，所述金属合金粒子的外部包覆有含钼的壳层，所述金属合金粉末中包含预设含量的X元素粉末，所述X元素的还原性强于所述金属合金粉末中其他成分的还原性，且所述X元素的氧化物在所述高温等离子射流中为汽化状态；

在大气氛围下，将携带有熔融状态的所述金属合金粉末的高温等离子射流喷向所述基体的表面，所述高温等离子射流经预设飞行距离后到达所述基体的表面。

可选的，所述壳层的钼质量含量为5～35％。

可选的，所述钼壳层的厚度为0.5～7μm。

可选的，所述X元素为硼元素。

可选的，所述金属合金粉末为镍基合金粉末、铁基合金粉末或钴基合金粉末。

可选的，所述硼元素在所述金属合金粉末中的质量百分比为0.5％～3.4％。

为了保证上述方法的实施，本发明还提供了一种大气氛围下金属合金涂层的制备系统，包括：

预处理设备，用于对待喷涂的基体的表面进行除锈、除污、除油和喷砂粗糙化操作；

粉末输送设备，用于将金属合金粉末送入高温等离子射流，以使所述金属合金粉末在高温等离子射流的作用下进入熔融状态，所述金属合金粉末由金属合金粒子构成，所述金属合金粒子的外部包覆有钼壳层，所述金属合金粉末中包含预设含量的X元素粉末，所述X元素的还原性强于所述金属合金粉末中其他成分的还原性，且所述X元素的氧化物在所述高温等离子射流中为汽化状态；

等离子设备，用于在大气氛围下，将携带有熔融状态的所述金属合金粉末的高温等离子射流喷向所述基体的表面，所述高温等离子射流经预设飞行距离后到达所述基体的表面。

可选的，所述壳层的钼质量含量为5～35％，所述钼壳层的厚度为0.5～7μm。

可选的，所述X元素为硼元素。

可选的，所述金属合金粉末为镍基合金粉末、铁基合金粉末或钴基合金粉末，所述硼元素在所述金属合金粉末中的质量百分比为0.5％～3.4％。

从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法和系统，具体为将金属合金粉末送入高温等离子射流中，然后将高温等离子射流喷向经过预处理的基体的表面。由于当将该含钼壳体包覆的含X元素合金粉末粒子送进等离子喷涂用的高温等离子射流中加热时，紧密均匀包覆的含钼壳层将使得整个粒子可加热到钼熔点以上的高温；在壳层完全熔化的加热过程以及熔融钼尚没有与芯部熔融金属发生合金化之前，包覆层中钼的氧化能够保护内部金属元素避免氧化，而当熔融钼与熔融态芯部金属发生合金化的过程中将芯部金属组分暴露于等离子热源时，X元素的优先氧化将保护其他元素避免氧化，从而在喷涂粒子的整个加热过程中仅依次发生钼与X的氧化。

当X选用硼时，钼与硼的氧化分别生成MoO₃与B₂O₃，由于钼的氧化物MoO₃具有挥发性，在生成之时被气化去除，而B2O3的沸点低于2000℃，由于钼包覆粉末粒子是在加热到钼的熔点以上时才发生硼的氧化，即硼氧化生产的氧化硼将快速蒸发去除，从而获得完全无氧化物的高温熔融金属熔滴。由于该高温熔滴具有碰撞冶金自粘结效应，在依次碰撞沉积过程中，后续碰撞的无氧化物的熔滴将引起先前沉积的粒子表面层的熔化，使得每个粒子之间形成充分的冶金结合，从而形成无氧化物的粒子间充分结合的高内聚强度的合金沉积层。从而能够解决在大气氛围下制备的金属合金涂层的性能较差的问题。

由于粉末粒子在加热过程中具有自氧化去除氧化物的效应，可以在大气氛中制备沉积层。当该沉积层沉积在铁基或镍基合金表面时，因同样可引起碰撞熔化而形成冶金结合，大幅度提高沉积层与基体的结合强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的一种大气氛围下金属合金涂层的制备系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法的步骤流程图。

参照图1所示，本实施例提供的金属合金涂层的制备方法是在大气氛围下利用高温等离子射流在基体的表面涂覆相应的金属涂层，具体的制备方法包括如下步骤：

S1、对基体的表面进行除锈、除污、除油和喷砂粗糙化操作。

由于锈蚀、污垢和油污会对涂覆金属涂层造成不利干扰，具体来说是降低金属涂层的附着力，锈蚀还会在金属涂层下面成为锈蚀点，对涂覆后的金属涂层是一个锈蚀的诱发点，因此需要进行除锈、除污和除油操作，具体的操作时可以利用打磨设备打磨掉锈蚀，也可以用酸液除去锈蚀，对污垢和油污可以利用相应溶剂进行清洗操作。

另外，为了提高涂覆后的金属涂层的附着力，还可以利用喷砂设备对基体的表面进行喷砂作业，以降低该表面的光洁度，从而有效提高附着力。

S2、将金属合金粉末送入高温等离子射流。

将金属合金粉末送入高温等离子射流中，高温等离子射流的温度可以达到10000℃以上，从而使金属合金粉末进入该射流后快速地进入熔融状态，形成温度高于2650℃的高温熔融粒子。

该金属合金粉末本身由金属合金粒子构成，每个金属合金粒子的外部包覆有一层含钼的壳层。具体而言，该壳层的厚度优选0.5～7μm，壳层中的钼质量含量优选5～35％。

紧密均匀包覆的含钼壳层将使得整个粒子可加热到钼的熔点以上的高温，形成具有极高温度的高温熔滴，高温熔滴具有碰撞冶金自粘结效应，在依次碰撞沉积过程中，后续碰撞的高温熔滴将引起先前沉积的粒子表面层的熔化，使得每个粒子之间形成充分的冶金结合，从而形成高内聚强度的合金沉积层。

且该金属合金粉末中可以加入预设含量的X元素粉末，关键在于，该X元素的要较金属合金粉末的其余成分容易被氧化，即该X元素的还原性要强于金属合金粉末的其余成分，且其氧化物极容易在高温等离子射流中被汽化。本申请中优选硼元素作为该X元素。

本申请中的金属合金粉末可以是镍基合金粉末、铁基合金粉末或钴基金属粉末。对于上述合金粉末，硼元素在金属合金粉末中的质量百分比为0.5wt％％～3.4wt％。

本实施例所产生高温熔融粒子的尺寸在10μm到150μm之间，所形成的涂层的厚度为25μm以上，直至数十毫米以上。

S3、在大气氛围下将高温等离子射流喷向基体的表面。

此时的高温等离子射流已经包含了金属合金粉末经高温熔融形成的高温熔融粒子，此时，使该高温等离子射流飞行预设距离后喷在基体的表面，该预设距离可以选用65～200mm。选用这个距离的用处是使金属合金粉末有一个有效的时间进入熔融高温状态。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法，具体为将金属合金粉末送入高温等离子射流中，然后将高温等离子射流喷向经过预处理的基体的表面。由于当将该含钼壳体包覆的含X元素合金粉末粒子送进等离子喷涂用的高温等离子射流中加热时，紧密均匀包覆的含钼壳层将使得整个粒子可加热到钼熔点以上的高温；在壳层完全熔化的加热过程以及熔融钼尚没有与芯部熔融金属发生合金化之前，包覆层中钼的氧化能够保护内部金属元素避免氧化，而当熔融钼与熔融态芯部金属发生合金化的过程中将芯部金属组分暴露于等离子热源时，X元素的优先氧化将保护其他元素避免氧化，从而在喷涂粒子的整个加热过程中仅依次发生钼与X的氧化。

当X选用硼时，钼与硼的氧化分别生成MoO₃与B₂O₃，由于钼的氧化物MoO₃具有挥发性，在生成之时被气化去除，而B2O3的沸点低于2000℃，由于钼包覆粉末粒子是在加热到钼的熔点以上时才发生硼的氧化，即硼氧化生产的氧化硼将快速蒸发去除，从而获得完全无氧化物的高温熔融金属熔滴。由于该高温熔滴具有碰撞冶金自粘结效应，在依次碰撞沉积过程中，后续碰撞的无氧化物的熔滴将引起先前沉积的粒子表面层的熔化，使得每个粒子之间形成充分的冶金结合，从而形成无氧化物的粒子间充分结合的高内聚强度的合金沉积层。

由于粉末粒子在加热过程中具有自氧化去除氧化物的效应，可以在大气氛中制备沉积层。当该沉积层沉积在铁基或镍基合金表面时，因同样可引起碰撞熔化而形成冶金结合，大幅度提高沉积层与基体的结合强度。因此，采用本发明方法制备的沉积层，不仅可以用于耐磨损，或耐腐蚀保护，还可以用于几何尺寸不满足服役要求的零部件的修复或再制造，也还可以用于增材制造。

以下为一些具体实施方式中的实时过程：

具体实施方式1：

以粒度介于50～75μm的球形钼包覆Ni20C-3Br粉末作为等离子喷涂粉末，在等离子电弧功率30-38kW下在不锈钢基体表面沉积涂层。

由该方法采用钼包NiCrB包覆粉末制备的NiCr钼B涂层致密度显著提高，涂层中基本无未结合界面区域，无明显孔隙，即该复合涂层的粒子界面间结合大幅度增强。根据ASTMC633标准测试涂层的结合强度显示，由该方法制备的钼包覆75～100μm的NiCrB-钼复合结构粉末沉积的合金涂层的拉伸强度超过70MPa，因所有涂层试样测试时断裂都发生在粘结剂的胶层中，说明无论涂层与基体的结合强度，还是涂层内沉积粒子内部的内聚结合强度都超过上述测试值。采用颗粒冲蚀试验在不同角度下试验测试发现，涂层的冲蚀率随角度的增加而减小，在小角度下冲蚀率较高，而在接近垂直的90o的高角度下冲蚀率变低，呈现韧性材料特征。另外，发现冲蚀磨损率与同类铸造材料相同。

具体实施方式2：

采用粒径为75-150μm的钼包覆Ni60粉末，在等离子电弧功率35kW下在低碳钢基体表面沉积后约400μm的涂层，根据ASTMC633标准测试涂层的拉伸强度，结果表明所有试样都断在胶层处，平均强度为72MPa，说明涂层的结合强度与内聚强度都大于72MPa。

具体实施方式3：

采用粒径为45-110μm、钼包覆含2％B的奥氏体不锈钢粉末，在喷涂距离140mm下大气等离子喷涂制备合金涂层，采用振动抛光制备组织观察试样后观察表明涂层致密，无明显未结合界面；根据ASTMC633标准测试涂层的拉伸强度，结果表明所有试样都断在胶层处，平均强度为68MPa，说明涂层的结合强度与内聚强度都大于68MPa。

具体实施方式4：

采用粒径为30～75μm、钼包覆含3％B的马氏体锈钢粉末，在喷涂距离160mm下大气等离子喷涂制备合金涂层，制备金相组织观试样后观察表明涂层致密，无明显未结合界面；根据ASTMC633标准测试涂层的拉伸强度，结果表明所有试样都断在胶层处，平均强度为68MPa，说明涂层的结合强度与内聚强度都大于68MPa。在含S的油润条件下进行摩擦磨损试验，摩擦系数大幅度减小。涂层具有明显的减摩效应。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

实施例二

图2为本发明实施例提供的一种大气氛围下金属合金涂层的制备系统的结构框图。

参照图2所示，本实施例提供的金属合金涂层的制备系统是在大气氛围下利用高温等离子喷流在基体的表面涂覆相应的金属涂层，具体的制备系统包括预处理设备10、粉末输送设备20和等离子设备30。

预处理设备用于对基体的表面进行除锈、除污、除油和喷砂粗糙化操作。

由于锈蚀、污垢和油污会对涂覆金属涂层造成不利干扰，具体来说是降低金属涂层的附着力，锈蚀还会在金属涂层下面成为锈蚀点，对涂覆后的金属涂层是一个锈蚀的诱发点，因此需要进行除锈、除污和除油操作，具体的操作时可以利用打磨设备打磨掉锈蚀，也可以用酸液除去锈蚀，对污垢和油污可以利用相应溶剂进行清洗操作。

另外，为了提高涂覆后的金属涂层的附着力，还可以利用喷砂设备对基体的表面进行喷砂作业，以降低该表面的光洁度，从而有效提高附着力。

粉末输送设备用于将金属合金粉末送入高温等离子射流。

将金属合金粉末送入高温等离子射流中，高温等离子射流的温度可以达到10000℃以上，从而使金属合金粉末进入该射流后快速地进入熔融状态，形成温度高于2650℃的高温熔融粒子。

该金属合金粉末本身由金属合金粒子构成，每个金属合金粒子的外部包覆有一层含钼的壳层。具体而言，该壳层的厚度优选0.5～7μm，壳层中的钼质量含量优选5～35％。

紧密均匀包覆的含钼壳层将使得整个粒子可加热到钼的熔点以上的高温，形成具有极高温度的高温熔滴，高温熔滴具有碰撞冶金自粘结效应，在依次碰撞沉积过程中，后续碰撞的高温熔滴将引起先前沉积的粒子表面层的熔化，使得每个粒子之间形成充分的冶金结合，从而形成高内聚强度的合金沉积层。

且该金属合金粉末中可以加入预设含量的X元素粉末，关键在于，该X元素的要较金属合金粉末的其余成分容易被氧化，即该X元素的还原性要强于金属合金粉末的其余成分，且其氧化物极容易在高温等离子射流中被汽化。本申请中优选硼元素作为该X元素。

本申请中的金属合金粉末可以是镍基合金粉末、铁基合金粉末或钴基金属粉末。对于上述合金粉末，硼元素在金属合金粉末中的质量百分比为0.5wt％％～3.4wt％。

本实施例所产生高温熔融粒子的尺寸在10μm到150μm之间，所形成的涂层的厚度为25μm以上，直至数十毫米以上。

等离子设备用于在大气氛围下将高温等离子射流喷向基体的表面。

此时的高温等离子射流已经包含了金属合金粉末经高温熔融形成的高温熔融粒子，此时，使该高温等离子射流飞行预设距离后喷在基体的表面，该预设距离可以选用65～200mm。选用这个距离的用处是使金属合金粉末有一个有效的时间进入熔融高温状态。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种大气氛围下金属合金涂层的制备系统，具体用于为将金属合金粉末送入高温等离子射流中，然后将高温等离子射流喷向经过预处理的基体的表面。由于当将该含钼壳体包覆的含X元素合金粉末粒子送进等离子喷涂用的高温等离子射流中加热时，紧密均匀包覆的含钼壳层将使得整个粒子可加热到钼熔点以上的高温；在壳层完全熔化的加热过程以及熔融钼尚没有与芯部熔融金属发生合金化之前，包覆层中钼的氧化能够保护内部金属元素避免氧化，而当熔融钼与熔融态芯部金属发生合金化的过程中将芯部金属组分暴露于等离子热源时，X元素的优先氧化将保护其他元素避免氧化，从而在喷涂粒子的整个加热过程中仅依次发生钼与X的氧化。

当X选用硼时，钼与硼的氧化分别生成MoO₃与B₂O₃，由于钼的氧化物MoO₃具有挥发性，在生成之时被气化去除，而B2O3的沸点低于2000℃，由于钼包覆粉末粒子是在加热到钼的熔点以上时才发生硼的氧化，即硼氧化生产的氧化硼将快速蒸发去除，从而获得完全无氧化物的高温熔融金属熔滴。由于该高温熔滴具有碰撞冶金自粘结效应，在依次碰撞沉积过程中，后续碰撞的无氧化物的熔滴将引起先前沉积的粒子表面层的熔化，使得每个粒子之间形成充分的冶金结合，从而形成无氧化物的粒子间充分结合的高内聚强度的合金沉积层。从而能够解决在大气氛围下制备的金属合金涂层的性能较差的问题

由于粉末粒子在加热过程中具有自氧化去除氧化物的效应，可以在大气氛中制备沉积层。当该沉积层沉积在铁基或镍基合金表面时，因同样可引起碰撞熔化而形成冶金结合，大幅度提高沉积层与基体的结合强度。因此，采用本发明方法制备的沉积层，不仅可以用于耐磨损，或耐腐蚀保护，还可以用于几何尺寸不满足服役要求的零部件的修复或再制造，也还可以用于增材制造。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，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，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种大气氛围下金属合金涂层的制备方法，其特征在于，包括步骤：

对待喷涂的基体的表面进行除锈、除污、除油和喷砂粗糙化操作；

将金属合金粉末送入高温等离子射流，以使所述金属合金粉末在高温等离子射流的作用下进入熔融状态，形成温度高于2650℃的高温熔融粒子；所述金属合金粉末由金属合金粒子构成，所述金属合金粒子的外部包覆有含钼的壳层，所述金属合金粉末中包含预设含量的X元素粉末，所述X元素的还原性强于所述金属合金粉末中其他成分的还原性，且所述X元素的氧化物在所述高温等离子射流中为汽化状态；

所述X元素为硼元素，所述硼元素在高温等离子射流中会被优先氧化并汽化蒸发掉，将保护其他元素避免氧化；

在大气氛围下，将携带有熔融状态的所述金属合金粉末的高温等离子射流喷向所述基体的表面，所述高温等离子射流经预设飞行距离后到达所述基体的表面；

在包覆有含钼的壳层完全熔化的加热过程以及熔融钼尚没有与芯部的熔融金属发生合金化之前，所述包覆有含钼的壳层中的钼的氧化用于保护壳层内部金属元素，避免其氧化；

所述包覆有含钼的壳层中的钼在所述高温等离子射流中氧化生成MoO₃，所述MoO₃在生成之时被汽化去除。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳层的钼质量含量为5～35％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳层的厚度为0.5～7μm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属合金粉末为镍基合金粉末、铁基合金粉末或钴基合金粉末。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硼元素在所述金属合金粉末中的质量百分比为0.5％～3.4％。

6.一种大气氛围下金属合金涂层的制备系统，其特征在于，包括：

预处理设备，用于对待喷涂的基体的表面进行除锈、除污、除油和喷砂粗糙化操作；

粉末输送设备，用于将金属合金粉末送入高温等离子射流，以使所述金属合金粉末在高温等离子射流的作用下进入熔融状态，形成温度高于2650℃的高温熔融粒子；所述金属合金粉末由金属合金粒子构成，所述金属合金粒子的外部包覆有钼壳层，所述金属合金粉末中包含预设含量的X元素粉末，所述X元素的还原性强于所述金属合金粉末中其他成分的还原性，且所述X元素的氧化物在所述高温等离子射流中为汽化状态；

所述X元素为硼元素；所述硼元素在高温等离子射流中会被优先氧化并汽化蒸发掉，将保护其他元素避免氧化；

等离子设备，用于在大气氛围下，将携带有熔融状态的所述金属合金粉末的高温等离子射流喷向所述基体的表面，所述高温等离子射流经预设飞行距离后到达所述基体的表面；

在包覆有含钼的壳层完全熔化的加热过程以及熔融钼尚没有与芯部的熔融金属发生合金化之前，所述包覆有含钼的壳层中的钼的氧化用于保护壳层内部金属元素，避免其氧化；

所述包覆有含钼的壳层中的钼在所述高温等离子射流中氧化生成MoO₃，所述MoO₃在生成之时被汽化去除。

7.如权利要求6所述的制备系统，其特征在于，所述壳层的钼质量含量为5～35％，所述钼壳层的厚度为0.5～7μm。

8.如权利要求6所述的制备系统，其特征在于，所述金属合金粉末为镍基合金粉末、铁基合金粉末或钴基合金粉末，所述硼元素在所述金属合金粉末中的质量百分比为0.5％～3.4％。

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