CN111979451B - 一种复合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法，所述复合涂层材料包括Ni60合金和Ti3SiC2，所述Ti3SiC2在涂层材料中所占质量分数为5～15％；该表面涂层的制备方法包括以下步骤：使用所述复合涂层材料，采用激光熔覆技术，在不锈钢表面制备复合涂层。使用本发明的复合涂层材料采用激光熔覆技术在不锈钢表面制备得到的不锈钢表面复合涂层，其具有优异的耐磨性能，尤其在高温下具有优异的高温耐磨性能，为不锈钢在运动部件上的应用提供技术基础。

Description

一种复合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种复合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法。
背景技术
304不锈钢是一种应用广泛的铬-镍不锈钢，具有良好的低温强度和力学性能，在食品、化工等领域被广泛应用。但是，304不锈钢表面的硬度相对较低(一般为200～250HV)，且表面耐磨性尤其是高温耐磨性差，限制了其在摩擦领域的应用，例如在运动部件上的应用。对304不锈钢表面进行改性处理是目前比较理想的处理方法，尤其是使用激光熔覆技术，但由于304不锈钢材质较为特殊，在使用激光技术改善其表面性能时，需要对工艺参数及制备原材料提出更高的要求。
磨损是发生在材料或零部件的表面，可通过适当修改表面区域的微观结构或组成来改善。耐磨性是金属材料的一种重要性能，其反映的是材料抵抗磨损的能力。磨损对于结构而言，往往容易导致工作效率的降低、甚至报废，影响正常使用功能，因此，提高材料的耐磨性能具有十分重要的意义。如果在近表面区域形成耐磨复合层，将会显著提高耐磨性，而不会影响韧性。
激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指以高能量密度的激光束作为热源，通过同步送粉法或者预置粉末法，在基材表面制备一层性能高和结合好的涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法。激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，节约贵重稀有金属材料，但在生活中的应用较少，尤其是还没有采用激光熔覆技术对日常使用的不锈钢进行的表面改性的方法。因此，如何采用激光熔覆的方法在普通不锈钢表面形成较好的耐磨性能的涂层，成为目前需要解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合涂层材料，能够通过激光熔覆技术制备具有高温耐磨特性的不锈钢表面复合涂层。
本发明还提出一种使用上述复合涂层材料的不锈钢表面复合涂层的制备方法。
本发明还提出上述制备方法制备得到的不锈钢表面复合涂层。
本发明还提出一种具有上述不锈钢表面复合涂层的不锈钢产品。
根据本发明的第一方面的实施例的复合涂层材料，包含Ni60合金和Ti3SiC2。
根据本发明实施例的复合涂层材料，至少具有如下有益效果：本发明的复合涂层材料包括Ni60合金和Ti3SiC2，其能够极大提高涂层的硬度及耐磨性能；其中，Ni60合金具有高韧性及良好的润湿性等优异特性，被广泛用做增韧相；部分Ti3SiC2在高温下，发生分解，并在熔池中形成的TiC、Cr7C3、Fe2C具有较高硬度的陶瓷颗粒，可弥补基体材料硬度较低的缺陷；同时，在高温下，Ti3SiC2具有较好的润滑效果，因此能提高涂层材料的高温耐磨性能。
在本发明中，Ni60合金具有良好的韧性和润湿性等优异的性能特点，是耐磨复合材料常见的增韧相，其在改善304不锈钢表面的润湿性的同时，还能减少材料内部出现偏析和马氏体相变等组织恶化等情况；Ti3SiC2作为典型的MAX相，呈六方晶格层状结构，综合了陶瓷和金属的部分特性，其具体结构可以描述为两个边缘共享的Ti6C八面体层，通过一个二维封闭的填充Si层连接在一起，这也使Ti3SiC2具有一定的自润滑特性，相比于常用的二元固体润滑剂，Ti3SiC2在高温下不易分解，有着更好的热稳定性，且在部分反应情况下可在熔池中形成新的陶瓷颗粒，能极大改善涂层性能。
根据本发明的一些实施方式，所述Ni60合金与Ti3SiC2的质量比为5.6～19：1。
进一步地，所述Ti3SiC2在涂层材料中所占质量分数为5～15％
进一步地，所述Ni60合金和Ti3SiC2均为粉末。
根据本发明的一些实施方式，按重量份计，所述Ni60合金的成分包括4～5wt.％的Si、3～4wt.％的B、5～7wt.％的Fe、15～17wt.％的Cr、1～2wt.％的C以及余量为Ni。
进一步地，按重量份计，所述Ni60合金的成分包括4.47wt.％的Si、3.29wt.％的B、5.97wt.％的Fe、15.97wt.％的Cr、0.87wt.％的C以及余量为Ni。
根据本发明的第二方面的实施例的不锈钢表面复合涂层的制备方法，使用上述复合涂层材料，在不锈钢表面采用激光熔覆技术处理，形成不锈钢表面复合涂层。
根据本发明实施例的不锈钢表面复合涂层的制备方法，至少具有如下有益效果：本发明利用包含Ni60合金和Ti3SiC2的复合涂层材料，采用激光熔覆技术，在不锈钢表面制备了物相为固溶体Cr0.19Fe0.7Ni0.11，硬质相TiC、Cr7C3、Fe2C，润滑相Ti3SiC2的复合材料涂层；制备过程中，部分Ti3SiC2在高温下，发生分解，并在熔池中形成的TiC、Cr7C3、Fe2C具有较高硬度的陶瓷颗粒，可弥补不锈钢硬度较低的缺陷，为不锈钢在运动部件上的应用提供技术基础。
根据本发明的一些实施方式，所述激光熔覆技术的参数为：激光功率：0.8～2.0kW；激光束光斑尺寸：直径1.5～2.5mm；扫描速度：6.67～16.57mm/s。由于熔覆过程中激光的能量密度较高，涂层材料在此功率范围内均能与基体之间产生良好的冶金结合，对涂层结合强度及整体性能的影响较小。
进一步地，根据后续试验测试条件的不同，在激光熔覆过程中，可选择合适的激光功率、光斑直径和扫描速率以获得所需的涂层厚度或稀释率。
进一步地，所述激光熔覆技术的工艺是同步送粉法。激光熔覆工艺按照熔覆材料不同的供应方式，可将其分为粉末预置法和同步送粉法两大类。同步送粉法是利用送料系统将熔覆材料送入激光束作用区域，使送料与熔覆过程同步进行，该种熔覆过程效率极高，适用于大批量的实际生产。本发明使用同步送粉法的激光熔覆工艺，能够使得参数更佳。
根据本发明的第三方面的实施例的不锈钢表面复合涂层，采用上述制备方法制备得到。
根据本发明实施例的不锈钢表面复合涂层，至少具有如下有益效果：本发明的不锈钢表面复合涂层具有硬度高和耐磨性能好等优点，尤其是具有较好的高温耐磨性能，为不锈钢在运动部件上的应用提供技术基础。
根据本发明的一些实施方式，所述不锈钢表面复合涂层包括：固溶体Cr0.19Fe0.7Ni0.11，硬质相TiC、Cr7C3、Fe2C和润滑相Ti3SiC2。
根据本发明的一些实施方式，所述不锈钢为304不锈钢。
根据本发明的第四方面的实施例的不锈钢产品，包含上述不锈钢表面复合涂层。
根据本发明实施例的不锈钢产品，至少具有如下有益效果：该不锈钢产品具有良好的耐磨性能，特别是高温耐磨性能，能够应用于高温运作的设备或设备的运动部件上。
根据本发明的一些实施方式，所述不锈钢为304不锈钢。
根据本发明的一些实施方式，所述产品为运动部件。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例1中粉末微观形貌：(a)Ni60；(b)Ti3SiC2；
图2为本发明实施例2中不同激光功率下复合涂层横截面宏观形貌图：800W：(a-1)涂层N1；(b-1)涂层N2；(c-1)涂层N3；1600W：(a-2)涂层N1；(b-2)涂层N2；(c-2)涂层N3；
图3为本发明测试例1中Ti3SiC2-Ni基复合涂层横截面硬度曲线；
图4为本发明测试例2中304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在室温下的摩擦系数曲线；
图5为本发明测试例2中304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在室温下的磨损率；
图6为本发明测试例2中304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在室温下的磨损形貌：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3；
图7为本发明测试例2中304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在室温下的磨屑形貌：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3；
图8为本发明测试例2中304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在300℃下的摩擦系数曲线；
图9为本发明测试例2中在300℃下304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层的磨损率；
图10为本发明测试例2中在300℃下基体和Ti3SiC2-Ni基复合涂层的磨损表面：(a)
304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3；
图11为本发明测试例2中304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在300℃下的磨屑形貌：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3；
图12为本发明测试例2中304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在600℃下的摩擦系数曲线；
图13为本发明测试例2中在600℃下304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层的磨损率；
图14为本发明测试例2中在600℃下304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层的磨损表面：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3；
图15为本发明测试例2中在600℃下304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层的磨屑形貌：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1
本实施例中提供了三种复合涂层材料，该复合涂层材料包括Ni60合金粉末(Ni60合金粉末的成分包括4.47wt.％的Si、3.29wt.％的B、5.97wt.％的Fe、15.97wt.％的Cr、0.87wt.％的C以及余量为Ni)和Ti3SiC2粉末(均为北京鑫铸联新材料科技有限公司生产)，其混合粉末的质量配比如下表1所示，Ni60合金粉末和Ti3SiC2粉末的微观形貌如图1所示，其中(a)为Ni60合金粉末(参数为HV 15.00kV，WD 11.2mm，mag 500×，HFW 597μm，dwell 5μs，det ETD，比例尺为200μm)，(b)为Ti3SiC2粉末(参数为HV 15.00kV，WD 10.7mm，mag 5000×，HFW 59.7μm，dwell 3μs，det ETD，比例尺为20μm)。
表1三种涂层材料的粉末配比(质量比)
Figure BDA0002606949570000051
为了探索不同含量Ti3SiC2对涂层耐磨自润滑性能的影响，后续实施例中采用如表1所示配比的Ni60-Ti3SiC2混合粉末进行激光熔覆，并将相应制备出来的复合涂层分别命名为涂层N1、涂层N2和涂层N3。为了使粉末混合均匀，且具备良好的流动性，需要将混合粉末放入球磨罐中，然后在DECO-PBM-V-0.4L型行星立式球磨机中以540rpm的转速搅拌2h，将粉末混合均匀，得到复合涂层材料。
实施例2
本实施例中提供了不锈钢表面复合涂层的制备方法，以实施例1中的复合涂层材料为原料，使用LDM-8060型半导体激光加工系统，采用多道搭接激光扫描加同步送粉的方式在304不锈钢表面制备出一种在高温下具有优异耐磨减摩性能的复合材料涂层。
本实施例中使用下述五种方法均使用实施例1中的三种不同复合涂层材料进行不锈钢表面复合涂层的制备。
方法一：一种不锈钢表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配置好的复合粉末放入DECO-PBM立式行星式高能球磨机中球磨2h获得合金粉末混合物；
(2)将三种不同成分含量的混合粉末分别加入激光器送粉装置；
(3)采用输出功率为0.8kW的LDM-8060型半导体激光器扫描304不锈钢基体表面，光斑尺寸为φ2mm，扫描速度为6.67mm/s，搭接率50％；
(4)采用多道搭接激光扫描技术制备高温耐磨复合涂层。
方法二：一种不锈钢表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配置好的复合粉末放入DECO-PBM立式行星式高能球磨机中球磨2h获得合金粉末混合物；
(2)将三种不同成分含量的混合粉末分别加入激光器送粉装置；
(3)采用输出功率为1.0kW的LDM-8060型半导体激光器扫描304不锈钢基体表面，光斑尺寸为φ2mm，扫描速度为8.28mm/s，搭接率50％；
(4)采用多道搭接激光扫描技术制备高温耐磨复合涂层。
方法三：一种不锈钢表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配置好的复合粉末放入DECO-PBM立式行星式高能球磨机中球磨2h获得合金粉末混合物；
(2)将三种不同成分含量的混合粉末分别加入激光器送粉装置；
(3)采用输出功率为1.2kW的LDM-8060型半导体激光器扫描304不锈钢基体表面，光斑尺寸为φ2mm，扫描速度为9.97mm/s，搭接率50％；
(4)采用多道激光扫描技术制备高温耐磨复合涂层。
方法四：一种不锈钢表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配置好的复合粉末放入DECO-PBM立式行星式高能球磨机中球磨2h获得合金粉末混合物；
(2)将三种不同成分含量的混合粉末分别加入激光器送粉装置；
(3)采用输出功率为1.6kW的LDM-8060型半导体激光器扫描304不锈钢基体表面，光斑尺寸为φ2mm，扫描速度为13.33mm/s；
(4)采用多道激光扫描技术制备高温耐磨复合涂层。
方法五：一种不锈钢表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配置好的复合粉末放入DECO-PBM立式行星式高能球磨机中球磨2h获得合金粉末混合物；
(2)将三种不同成分含量的混合粉末分别加入激光器送粉装置；
(3)采用输出功率为2.0kW的LDM-8060型半导体激光器扫描304不锈钢基体表面，光斑尺寸为φ2mm，扫描速度为16.57mm/s；
(4)采用多道激光扫描技术制备高温耐磨复合涂层。
本实施例中的制备方法均都能制备出高温耐磨复合涂层，其中，使用方法四能更好地制备出表面无明显气孔和裂纹、与基体结合良好的Ti3SiC2-Ni基复合涂层，如图2复合涂层的横截面宏观形貌图所示：(a)涂层N1(参数为HV 15.00kV，WD 10.2mm，mag 80×，HFW3.73μm，dwell 10μs，det ETD，比例尺为1mm)；(b)涂层N2(参数为HV 10.00kV，WD 10.7mm，mag 80×，HFW 3.73μm，dwell 10μs，det ETD，比例尺为1mm)；(c)涂层N3(参数为HV10.00kV，WD 10.3mm，mag 80×，HFW 3.73μm，dwell 10μs，det ETD，比例尺为1mm)。方法四中的激光工艺参数为制备不锈钢表面复合涂层的最佳工艺参数，最优激光工艺参数为：
激光功率：1.6kW；
光斑尺寸：φ2mm；
扫描速度：13.33mm/s；
搭接率：50％；
保护气：Ar。
以下测试例中均采用本实施例中的方法制备得到的不锈钢表面复合涂层进行后续测试试验，由于该复合涂层使用的涂层材料包括Ni60和Ti3SiC2，因此在实施例中均将该不锈钢表面复合涂层命名为Ti3SiC2-Ni基复合涂层。
测试例1
为了试验不同激光强度下的涂层形貌特点，，分别以800W及1600W的激光功率即实施例2中方法一和四制备实施例1中三种不同配比的Ti3SiC2-Ni基复合涂层，并通过扫描电子显微镜(SEM)观察涂层截面形貌特点，如图2所示。
可以看出，在不同的激光功率下，涂层与基体间的熔合线较为平滑，涂层内部均并未出现大量的裂纹及气孔，说明两者形成了良好的冶金结合，且涂层整体质量较好。因此，说明在一定范围内激光功率对此材料体系的涂层形貌影响较小。
测试例2
采用方法四制备的Ti3SiC2-Ni基复合涂层(之后的测试实验都采用方法四制备的Ti3SiC2-Ni基复合涂层)，在载荷为4.9N的HX-1000TM/LCD显微硬度计上加载15s进行显微硬度测试。图3为Ti3SiC2-Ni基复合涂层横截面沿涂层深度方向的显微硬度分布。Ti3SiC2-Ni基复合涂层的显微硬度的平均值分别是：涂层N1为451.14HV0.5，涂层N2为419.33HV0.5和涂层N3为359.92HV0.5，三种Ti3SiC2-Ni基复合涂层的显微硬度的平均值都高于基体(238.91HV0.5)。
硬度是金属材料的重要性能指标之一，一般情况下，随着硬度值的提高，其耐磨性也会明显转好。因此，Ti3SiC2-Ni基复合涂层显微硬度较基体均有较高提升，说明使用Ti3SiC2-Ni基复合涂层能够提高基体材料的硬度和耐磨性。
测试例3
为了表征三组不同成分的Ti3SiC2-Ni基复合涂层的高温摩擦学性能，采用HT-1000高温摩擦磨损试验机对基体(304不锈钢)和制备好的Ti3SiC2-Ni基复合涂层(涂层N1、涂层N2和涂层N3)进行摩擦学测试，磨损试验参数如表2所示。试样磨损轮廓及磨损体积通过探针式材料表面磨痕测量仪获得，并通过摩擦学实验参数计算出磨损率。最后采用SEM、EDS对基体(304不锈钢)和Ti3SiC2-Ni基复合涂层的磨损表面及磨屑的形貌和物相进行表征。
表2磨损试验参数
Figure BDA0002606949570000081
Figure BDA0002606949570000091
图4为304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在室温下的摩擦系数曲线，从图4可以看出，N1、N2、涂层N3和304不锈钢在室温下的平均摩擦系数分别为0.56，0.41，0.46和0.48。图5为304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在室温下的磨损率图，从图5可以看出，涂层N1、N2和N3的磨损率分别为6.37×10-5mm3/Nm，16.52×10-5mm3/Nm和4.16×10-5mm3/Nm，304不锈钢基体磨损率为46.35×10-5mm3/Nm。这表明Ti3SiC2-Ni基复合涂层在室温下表现出了良好的耐磨减摩作用。
图6为304不锈钢和涂层在室温下的磨损形貌照片图：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3(参数均为HV 15.00kV，mag 5000×，HFW 59.7μm，dwell 5μs，detETD，比例尺为20μm)，图7为304不锈钢和涂层在室温下的磨屑形貌SEM照片图：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3(参数均为HV 15.00kV，mag 1000×，HFW 298μm，dwell 5μs，det ETD，比例尺为100μm)。从图6和图7中可以看出，304不锈钢由于硬度较低，在磨损实验后，表面支离破碎，磨屑中细颗粒较多。而涂层由于良好的耐磨性能，磨损实验过后，磨损表面较为完整，磨屑也以块状为主。
图8为304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在300℃下的摩擦系数曲线，从图8可以看出，N1，N2，涂层N3和304不锈钢的平均摩擦系数分别为0.51，0.56，0.53和0.59。图9为在300℃下304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层的磨损率，从图9可以看出,可以看出304不锈钢磨损率很高，为87.99×10-5mm3/Nm。涂层N1的磨损率为22.69×10-5mm3/Nm，涂层N2的磨损率为26.74×10-5mm3/Nm，涂层N3的磨损率为22.11×10-5mm3/Nm。相比在室温下，Ti3SiC2-Ni基复合涂层在300℃下耐磨性能有所降低，但仍优于基体。
图10为304不锈钢和涂层在300℃下的磨损形貌SEM照片：(a)304不锈钢(参数为HV20.00kV，mag 1000×，HFW 298μm，dwell 5μs，det ETD，比例尺为100μm)；(b)涂层N1(参数为HV 20.00kV，mag 1500×，HFW 199μm，dwell 3μs，det ETD，比例尺为50μm)；(c)涂层N2(参数为HV 20.00kV，mag 1500×，HFW 199μm，dwell 3μs，det ETD，比例尺为50μm)；(d)涂层N3(参数为HV 20.00kV，mag 1000×，HFW 298μm，dwell 3μs，det ETD，比例尺为100μm)；图11为304不锈钢和涂层在300℃下的磨屑形貌SEM照片：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3(参数均为HV 20.00kV，mag 500×，HFW 597μm，dwell 3μs，det ETD，比例尺为200μm)。从图10和图11中可以看出，304不锈钢和涂层磨损表面都出现较为严重的剥落，但是涂层磨屑的尺寸及其磨损率仍小于基体，这表明涂层能有效提升304不锈钢表面的耐磨性能。
图12为304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在600℃下的摩擦系数曲线，从图12可以看出，N1，N2，涂层N3和304不锈钢的平均摩擦系数分别为0.38，0.43，0.41和0.66。图13为304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基复合涂层在600℃下的磨损率，304不锈钢的磨损率为24.25×10-5mm3/Nm，涂层N1的磨损率为12.51×10-5mm3/Nm，涂层N2的磨损率为7.58×10-5mm3/Nm，涂层N3的磨损率为7.79×10-5mm3/Nm。相比之下，三种涂层的耐磨性能均有大幅提升。
图14为304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基涂层在600℃下的磨损形貌SEM照片：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3(参数均为HV 15.00kV，mag 1000×，HFW 298μm，dwell 5μs，det ETD，比例尺为100μm)；图15为304不锈钢和Ti3SiC2-Ni基涂层在600℃下的磨屑形貌SEM照片：(a)304不锈钢；(b)涂层N1；(c)涂层N2；(d)涂层N3(参数均为HV15.00kV，mag 1000×，HFW 298μm，dwell 5μs，det ETD，比例尺为100μm)。从图14和图15中可以看出，304不锈钢磨损表面出现了严重的断裂脱落和塑性变形，磨屑出现了团聚现象。涂层磨损表面出轻微变形，并展现出良好的高温耐磨性能。
本发明采用同步送粉式激光熔覆技术，在304不锈钢表面制备以Ni60-Ti3SiC2混合粉末为原料的复合涂层，并系统研究了涂层的物相、组织、摩擦学性能和磨损机理。通过上述测试结果可以证明使用本发明制备的复合涂层具有优异的(高温)耐磨性能。
综上所述，本发明提供的合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法具有以下优点：
一、Ni60合金粉末具有高韧性及良好的润湿性等优异特性，被广泛用做增韧相；
二、部分Ti3SiC2在高温下，发生分解，并在熔池中形成的TiC、Cr7C3、Fe2C具有较高硬度的陶瓷颗粒，可弥补304不锈钢硬度较低的缺陷；
三、在高温下，Ti3SiC2具有较好的润滑效果。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种复合涂层材料，其特征在于：包含Ni60合金和Ti3SiC2；
所述Ti3SiC2在涂层材料中所占质量分数为5~15%；
按重量份计，所述Ni60合金的成分包括4~5wt.%的Si、3~4wt.%的B、5~7wt.%的Fe、15~17wt.%的Cr、1~2wt.%的C，余量为Ni；
所述的复合涂层材料，在不锈钢表面采用激光熔覆技术处理，形成不锈钢表面复合涂层；
所述激光熔覆技术的参数为：激光功率：0.8~2.0kW；激光束光斑尺寸：直径1.5~2.5mm；扫描速度：6.67~16.57mm/s；
所述不锈钢表面复合涂层包括：固溶体Cr0.19Fe0.7Ni0.11，硬质相TiC、Cr7C3、Fe2C和润滑相Ti3SiC2。
2.一种不锈钢表面复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：使用如权利要求1所述的复合涂层材料，在不锈钢表面采用激光熔覆技术处理，形成不锈钢表面复合涂层。
3.根据权利要求2的制备方法，其特征在于，所述激光熔覆技术的参数为：激光功率：0.8~2.0kW；激光束光斑尺寸：直径1.5~2.5mm；扫描速度：6.67~16.57mm/s。
4.使用权利要求2或3任一项所述的制备方法制备得到的不锈钢表面复合涂层。
5.根据权利要求4所述的不锈钢表面复合涂层，其特征在于，所述不锈钢为304不锈钢。
6.一种不锈钢产品，其特征在于，包含如权利要求4至5任一项所述的不锈钢表面复合涂层。
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