CN112144056A - 一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明还公开了一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法，首先将原材料均匀涂覆在奥氏体不锈钢基体表面，原料粉末为混合熔覆材料，由镍基粉末(Ni60A)、纯钛粉末(Ti)、镍包石墨粉末(C@Ni)、镍包二硫化钼粉末(MoS2@Ni)组成，然后采用预置粉末法在粉末表面进行激光熔覆，激光熔覆的过程中，粉末进行原位反应，原位反应形成的增强体与基质相热力学稳定，在0Cr18Ni9原位反应形成的陶瓷硬质相与基质相界面纯净，界面结合强度高，有效解决外加颗粒法制备复合涂层工艺中存在的增强体尺寸和界面反应不可控等问题。

Description

一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法
【技术领域】
本发明属于材料表面改性技术领域，具体涉及一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法。
【背景技术】
0Cr18Ni9奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性、机械力学性能、抗热震性能等，不仅广泛使用于医疗、食品工业等日常生活领域，而且应用于化学工业、航空飞行器火花塞、轴承等高端装备领域。但较低碳含量使得0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的硬度低，耐磨性差，严重影响不锈钢零部件的耐磨性能，从而进一步限制大型机械设备的使用寿命。传统改善摩擦性能的方法是加入润滑油、润滑脂。随工业技术的不断发展，工业零部件的运行大多面临高温、高压、重载等严苛的条件，润滑油、润滑脂容易发生分解失效。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法，以解决现有技术中0Cr18Ni9奥氏体不锈钢耐磨性能差，硬度低的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层，所述镍基复合涂层包括基体相和强化相；所述基体相为γ-Ni，Fe和Cr1.65Fe0.35B0.96，所述强化相为Cr3(B，C)2和TiC。
本发明的进一步改进在于：
优选的，所述镍基复合涂层的厚度为0.8～2.2mm。
优选的，所述镍基复合涂层的硬度为奥氏体不锈钢硬度的2-4倍。
一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将基体Ni60A粉末、Ti粉末、C@Ni粉末和MoS2@Ni粉末球磨混合均匀，得到混合粉末；所述C@Ni粉末的质量分数为3％～30％，MoS2@Ni粉末的质量分数为3％～30％，Ti粉末的质量分数为3％～25％，余量为Ni60A基体粉末；四种粉末的质量分数和为100％；
步骤2，将混合粉末平铺在奥氏体不锈钢基板上，平铺后混合粉末的厚度为0.8～2.2mm；
步骤3，将混合粉末和奥氏体不锈钢基板放置在工作台中，进行多道搭接激光熔覆，在奥氏体不锈钢表面获得镍基复合涂层。
优选的，步骤1，所述C@Ni粉末的质量分数为5％～20％，MoS2@Ni粉末的质量分数为5％～20％，Ti粉末的质量分数为5％～25％，余量为Ni60A基体粉末；四种粉末的质量分数和为100％。
优选的，步骤1中，球磨时间为8～16h，球磨速度为300～500min/rpm；球磨过程中，采用直径为10mm和5mm两种不同级配的ZrO2小球作为球磨小球。
优选的，步骤2中，通过刮刀将混合粉末平铺在奥氏体不锈钢基板上，所述刮刀的底部设置有台阶状的凹槽。
优选的，步骤2中，平铺后混合粉末的厚度为1.5mm。
优选的，步骤3中，激光熔覆过程中激光功率为1KW～2KW，扫描速度为450mm/min～650mm/min，光斑直径为2～5mm，多道搭接率为10％～50％，氩气流量为16～24L/min。
优选的，步骤3中，激光熔覆过程中激光功率为1.5KW，扫描速度为550mm/min，光斑直径为3mm，多道搭接率为20％，氩气流量为20L/min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层，该复合涂层包括相互掺杂的基体相和强化相；所述基体相为γ-Ni，Fe和Cr1.65Fe0.35B0.96，所述强化相为Cr3(B，C)2和TiC。该涂层在奥氏体不锈钢表面制备出大面积的高性能镍基耐磨涂层，涂层中原位生成Cr3(B，C)2、TiC陶瓷硬质相，使得复合涂层具有优异的耐磨性能，可有效解决不锈钢表面耐磨性差的问题。TiC和Cr3(B，C)2都具有高硬度、高熔点和室温下良好的耐磨性，同时与基体材料界面纯净，能在复合涂层中作为增强相增强金属镍基材料。基体相作为增强相的支撑体，连续分布于涂层中。基体相与强化相相互协同，相辅相成。
本发明还公开了一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，首先将原材料均匀涂覆在奥氏体不锈钢基体表面，原料粉末为混合熔覆材料，由镍基粉末(Ni60A)、纯钛粉末(Ti)、镍包石墨粉末(C@Ni)、镍包二硫化钼粉末(MoS2@Ni)组成，然后采用预置粉末法在粉末表面进行激光熔覆，激光熔覆的过程中，粉末和基体均发生熔化，熔池中的原子重新扩散，进而在熔池中发生原位反应，原位反应形成的增强体与基质相热力学稳定，利用熔池中的原位反应和原子扩散，提供了一种合成四方TiC和条状Cr3(B,C)2增强相的新思路，在0Cr18Ni9原位反应形成的陶瓷硬质相与基质相界面纯净，界面结合强度高，有效解决外加颗粒法制备复合涂层工艺中存在的增强体尺寸和界面反应不可控等问题，有效解决外加颗粒法制备复合涂层工艺中存在的不足，如增强体尺寸不可控、界面反应等。为各类工件实际修复提供一种成本低廉、高效的方法。采用激光多道搭接熔覆方法，由于激光较高的能量密度，在制备高硬度的金属基陶瓷复合材料方面具有显著的优势。陶瓷硬质增强相的存在可以保证金属材料韧性的同时，提高涂层硬度，改善涂层的耐磨损性能。制备方法工艺成本低，操作简便，且涂层厚度均匀可控。
【附图说明】
图1为实施例1所制备涂层截面中部的金相图(a)及截面底部的金相图(b)；
图2为实施例1所制备涂层截面中部低倍SEM图(a)及高倍SEM图(b)；
图3为实施例1所制备涂层截面TiC的高倍SEM图；
图4为实施例1所制备涂层截面Cr3(B，C)2的高倍SEM图；
图5为实施例1所制备涂层表面的XRD图谱；
图6为实施例1所制备涂层截面的硬度分布图；
图7为实施例1所制备涂层截面和0Cr18Ni9奥氏体不锈钢基体的磨损率；
图8为本发明使用刮刀的结构示意图；
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明公开了一种原位Cr3(B，C)2与TiC协同增强镍基复合涂层及其制备方法，该制备方法具体包括以下步骤：
步骤1，依次通过切割、表面粗磨、除锈、除油、清洗、擦拭不锈钢板，作为后续激光熔覆的基体材料。
步骤1中所述的不锈钢板，类型为奥氏体不锈钢，进一步优选为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢，0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的组分和重量百分比为：≤0.07wt％C，≤0.03wt％P，≤0.03wt％S，≤1.0wt％Si，17～19wt％Cr，8.0～10wt％Ni，余量为Fe。
步骤1中不锈钢板表面采用400目～1000目SiC水砂纸打磨，采用丙酮和无水乙醇依次进行超声清洗各15min除油除锈，烘干后备用。
步骤2，将原料粉末材料按一定质量分数比例称量，球磨混合至均匀熔覆材料粉末。
步骤2中的原料粉末，为基体Ni60A粉末、Ti粉末、C@Ni粉末和MoS2@Ni粉末。其中，C@Ni粉末、MoS2@Ni粉末的质量分数均为3％～30％，进一步优选为5％～20％；Ti粉末的质量分数为3％～25％，进一步优选为5％～20％，余量为Ni60A基体粉末，四种粉末的总量为100％。
其中Ni60A原料粉末，其元素成分及质量分数百分比如下：18-22wt％Cr，≤5wt％Fe，3.0-4.0wt％B，3.5-5.0wt％Si，0.8-1.2wt％C，余量为Ni，Ni60A原料粉末的形状为球状颗粒，其粒度为40～100μm。
Ti粉末纯度不低于99.9wt％，其形状为块状颗粒，其长约50～120μm，宽为30～60μm。
C@Ni粉末采用Ni包裹石墨的方式，以减小粉末进入熔池中与金属粉末之间的润湿角，粉末包含相成分及质量分数百分比如下：75wt％Ni，25wt％C，形状为球状颗粒，其粒度为40～100μm。
MoS2@Ni粉末采用金属Ni包裹MoS2的方式，以减小粉末进入熔池中与金属粉末之间的润湿角，粉末包含相成分及质量分数百分比如下：75wt％Ni，25wt％MoS2，片状颗粒的长约100μm，宽约60μm。
球磨处理为机械球磨，机械球磨时间为8～16h，球磨速度为300～500min/rpm，进一步优选球磨时间为12h，球磨速度为400min/rpm。
步骤2中所述的混合粉末球磨处理，球磨小球采用直径10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球，球料比为(3～5):1，进一步优选球料比为3:1，通过颗粒级配的球磨方式，使得混合更为均匀，易于将片状的粉末打碎。
步骤3，通过预制涂层法，保证表面层粉末厚度均匀一致。
参见图8，通过使用刮刀，将预涂表面层粉末厚度保持均匀，所述刮刀的底部设置有台阶状的凹槽，凹槽的开口端长度L大于底端的长度l，台阶下部使得整个刮刀能够卡装在基板的两侧，台阶上部的高度h，为表面层粉末的厚度；本发明中，根据要求，设定凹槽长为50mm，宽为1.5mm，深度范围为0.8mm～2.2mm。在确定凹槽深度条件下，凹槽垂直于表面层进行刮抹以保证厚度固定和均匀一致的粉末层。
所述的预涂表面层粉末厚度为0.8～2.2mm，进一步优选厚度为1.5mm，铺粉太厚，难以保证粉末的融化效果，难以将被融化的粉末和基体结合，厚度也厚；厚度太薄，难以保证强度效果。
步骤4，排除工作台保护罩中空气，充入氩气保护气氛。控制合适工艺条件，沿特定路径对基板进行多道搭接激光熔覆，熔覆完成后冷却，即获得镍基耐磨复合涂层。
熔覆具体流程：将预置好的粉末涂层和基体预先放入熔覆工作台内，关闭保护罩，隔绝空气。排除保护罩中空气，充入足量保护气。开启激光器，调节激光熔覆工艺参数，在保护罩中对步骤3中所述的预置粉末进行多道激光熔覆，在激光高能量照射下获得耐磨复合涂层。
采用的激光器为LDM 2000光纤激光加工系统，激光最大功率为2000W，光斑尺寸为
Figure BDA0002656569270000061
Figure BDA0002656569270000062
激光波长为1.06μm。
所述的熔覆工艺条件，激光功率为1KW～2KW，扫描速度为450mm/min～650mm/min，光斑直径为2～5mm，多道搭接率为10％～50％，氩气流量为16～24L/min，在保护罩中进行激光熔覆获得复合耐磨涂层。进一步优选激光功率为1.5KW，扫描速度为550mm/min，光斑直径为3mm，多道搭接率为20％，氩气流量为20L/min。
步骤4中所述的熔覆完成后冷却所得镍基耐磨复合涂层，冷却方式为，在空气中自然冷却至室温。在激光熔覆过程中，在激光辐照作用下，熔池中的原子发生重新分配，快速凝固发生时，Ti和C原子优先成核，从γ-Ni，Fe熔池液体中析出。C和B原子原子半径相差小，在富Cr原子的位置处形核长大，其中B原子部分扩散进入从而形成Cr3(B,C)。
所述的步骤4中镍基复合涂层包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相，涂层表面显微硬度约为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢硬度的3倍。
实施例1
分别称量Ni60A粉末80g，Ti粉末10g，C@Ni粉末5g，MoS2@Ni粉末5g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为3:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨12h，球磨速度为400min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为1.5mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1500W，扫描速度采用550mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为20％，光斑直径为3mm，氩气气流为20L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层1。
对实施例1所获得的镍基耐磨复合涂层1进行组织分析，结果如图1、图2、图3、图4所示。
图1为本发明实施例1制备的镍基耐磨复合涂层1截面中部的金相组织(a)和涂层截面底部的金相组织(b)，中部组织结构以尺寸大小均匀的胞晶为主，底部组织结构具有明显定向生长特性；
图2为本发明实施例1制备的镍基耐磨复合涂层1截面中部的低倍SEM照片(a)和高倍SEM照片(b)，组织由灰黑色胞晶和等轴晶、白色条状、淡灰色四边形状组成；
图3为本发明实施例1制备的镍基耐磨复合涂层1截面中淡灰色四边形状的高倍SEM照片，代表TiC相；
图4为本发明实施例1制备的镍基耐磨复合涂层1截面中白色条状的高倍SEM照片，代表Cr3(B，C)2相；
图5为本发明实施例1制备的镍基耐磨复合涂层1表面的XRD图谱，图中显示涂层由γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96、TiC、Cr3(B，C)2构成；
图6为本发明实例1制备的镍基耐磨复合涂层1截面顶部到基体的硬度分布；从图中可以看出涂层表面硬度达到600HV，而涂层截面平均硬度为450HV，涂层表面的硬度高于涂层截面的硬度分布，但是基体硬度的2-4倍。
图7为本发明实例1制备的镍基耐磨复合涂层1与基体的磨损率，涂层磨损率为0.1674×10-5mm3·N-1·m-1，基体磨损率为0.2341×10-5mm3·N-1·m-1。
实施例2
分别称量Ni60A粉末80g，Ti粉末10g，C@Ni粉末10g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为3:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨12h，球磨速度为400min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为1.5mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1500W，扫描速度采用550mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为20％，光斑直径为3mm，氩气气流为20L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe基体相、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层2。
实施例3
分别称量Ni60A粉末60g，Ti粉末20g，C@Ni粉末20g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为3:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨12h，球磨速度为400min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为1.5mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1500W，扫描速度采用550mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为20％，光斑直径为2mm，氩气气流为20L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe基体相、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层3。
实施例4
分别称量Ni60A粉末74g，Ti粉末20g，C@Ni粉末3g，MoS2@Ni粉末3g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为5:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨10h，球磨速度为350min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为0.9mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1800W，扫描速度采用650mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为50％，光斑直径为4mm，氩气气流为16L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层4。
实施例5
分别称量Ni60A粉末57g，Ti粉末8g，C@Ni粉末30g，MoS2@Ni粉末5g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为4:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨8h，球磨速度为450min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为2.2mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1200W，扫描速度采用450mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为30％，光斑直径为5mm，氩气气流为24L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层5。
实施例6
分别称量Ni60A粉末67g，Ti粉末3g，C@Ni粉末15g，MoS2@Ni粉末15g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为5:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨16h，球磨速度为300min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为0.8mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1400W，扫描速度采用500mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为40％，光斑直径为3mm，氩气气流为18L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层6。
实施例7
分别称量Ni60A粉末53g，Ti粉末10g，C@Ni粉末7g，MoS2@Ni粉末30g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为4:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨13h，球磨速度为500min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为1mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用2000W，扫描速度采用600mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为10％，光斑直径为3mm，氩气气流为22L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层7。
实施例8
分别称量Ni60A粉末51g，Ti粉末25g，C@Ni粉末12g，MoS2@Ni粉末12g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为5:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨14h，球磨速度为380min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为2mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1700W，扫描速度采用480mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为15％，光斑直径为2mm，氩气气流为17L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层8。
实施例9
分别称量Ni60A粉末49g，Ti粉末15g，C@Ni粉末18g，MoS2@Ni粉末18g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为4:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨15h，球磨速度为420min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为1.2mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1100W，扫描速度采用520mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为25％，光斑直径为3mm，氩气气流为21L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层9。
实施例10
分别称量Ni60A粉末47g，Ti粉末3g，C@Ni粉末25g，MoS2@Ni粉末25g。采用直径为10mm、5mm两种不同级配的ZrO2小球对上述称量备用的粉末进行混合球磨，球料比为3:1，球料占球磨罐体积2/3，机械球磨12h，球磨速度为400min/rpm。混合粉末球磨均匀后，预涂于基体材料0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面，获得厚度为1.8mm均匀一致的表面粉末层，熔覆前将预涂好的样品放置于装有保护罩的工作台上。排除保护罩中空气，充入氩气保护气体。熔覆过程激光功率采用1000W，扫描速度采用580mm/min，激光能量密度为25J/mm3，搭接率为35％，光斑直径为5mm，氩气气流为23L/min。所得产物为包含γ-Ni，Fe、Cr1.65Fe0.35B0.96基体相、Cr3(B，C)2、TiC等强化相的复合涂层，称为镍基耐磨复合涂层10。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层，其特征在于，所述镍基复合涂层包括基体相和强化相；所述基体相为γ-Ni，Fe和Cr1.65Fe0.35B0.96，所述强化相为Cr3(B，C)2和TiC。
2.根据权利要求1所述的一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层，其特征在于，所述镍基复合涂层的厚度为0.8～2.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层，其特征在于，所述镍基复合涂层的硬度为奥氏体不锈钢硬度的2-4倍。
4.一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将基体Ni60A粉末、Ti粉末、C@Ni粉末和MoS2@Ni粉末球磨混合均匀，得到混合粉末；所述C@Ni粉末的质量分数为3％～30％，MoS2@Ni粉末的质量分数为3％～30％，Ti粉末的质量分数为3％～25％，余量为Ni60A基体粉末；四种粉末的质量分数和为100％；
步骤2，将混合粉末平铺在奥氏体不锈钢基板上，平铺后混合粉末的厚度为0.8～2.2mm；
步骤3，将混合粉末和奥氏体不锈钢基板放置在工作台中，进行多道搭接激光熔覆，在奥氏体不锈钢表面获得镍基复合涂层。
5.根据权利要求4所述的一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1，所述C@Ni粉末的质量分数为5％～20％，MoS2@Ni粉末的质量分数为5％～20％，Ti粉末的质量分数为5％～25％，余量为Ni60A基体粉末；四种粉末的质量分数和为100％。
6.根据权利要求4所述的一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1中，球磨时间为8～16h，球磨速度为300～500min/rpm；球磨过程中，采用直径为10mm和5mm两种不同级配的ZrO2小球作为球磨小球。
7.根据权利要求4所述的一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，通过刮刀将混合粉末平铺在奥氏体不锈钢基板上，所述刮刀的底部设置有台阶状的凹槽。
8.根据权利要求4所述的一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤2中，平铺后混合粉末的厚度为1.5mm。
9.根据权利要求4所述的一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中，激光熔覆过程中激光功率为1KW～2KW，扫描速度为450mm/min～650mm/min，光斑直径为2～5mm，多道搭接率为10％～50％，氩气流量为16～24L/min。
10.根据权利要求4-9任意一项所述的应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中，激光熔覆过程中激光功率为1.5KW，扫描速度为550mm/min，光斑直径为3mm，多道搭接率为20％，氩气流量为20L/min。
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