CN113186483A - 一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层及制备方法，采用高能等离子熔射工艺将Mo合金粉末熔化后沉积在与处理后的基材表面，得到适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层；其中，高能等离子熔射工艺产生的焰流温度超过20000K，飞行粒子速度为400～700m/s。本发明通过合理的材料选择和工艺参数，制备出具有孔隙率低、硬度高、耐腐蚀性和耐磨性优异以及良好热稳定性的高度非晶化Mo基功能性防护涂层，高效提升具有腐蚀、磨损及高温多相耦合的复杂工况零部件使用寿命。

Description

一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层及制备方法
技术领域
本发明属于金属表面改性领域，具体涉及一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层及制备方法。
背景技术
磨损、腐蚀和高温多相耦合的复杂工况普遍存在于航空航天、汽车、冶金、机械、铁路交通的近代工业中的关键零部件中。通过表面改性技术(热喷涂、气相沉积、激光熔覆等)提升零部件的综合性能是目前最为经济、有效的途径之一。非晶合金由于原子陈列具有短程有序、长程无序的特征导致其内部结构没有位错、晶界及第二相等晶体缺陷，并兼具了金属及玻璃的一些特性。因此，非晶合金在物理性能、力学性能及化学性能等方面展现出比一般合金材料更佳的功能，如高的强度、硬度、断裂韧性、成形性、软磁性以及较好的耐磨、耐腐蚀性等。
热涂层经过近几年的快速发展，其快速冷却的特征能保证单个熔融粒子的冷却速率可以大于106K/s，在沉积非晶合金涂层领域比其他技术(激光熔覆和气相沉积)体现出明显的优势。然而，目前常用的热喷涂技术仍存在一定技术缺陷。比如：高热源温度、低粒子飞行速度的等离子喷涂技术(APS)虽然能保证粉末熔化率，但促使熔融态粒子扁平化的动能不足，涂层冷却速度较低，导致涂层非晶化程度不高于82％，且微观缺陷较多；超音速火焰喷涂(HVOF和HVAF)虽然具有高的粒子飞行速度，能将熔融态粒子充分铺展且高速冷却以获得低孔隙率(低于1.0％)高非晶相含量(达到90％)的涂层，但是低的热源温度无法满足其对具备更高性能的高熔点非晶涂层的制备。此外，超音速火焰喷涂技术采用航空煤油为喷涂原料、氧气助燃，在喷涂成本高的同时还不符合我国“绿色制造”的工业理念。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层及制备方法，此方法兼顾粉末的充分熔化和快速非平衡凝固，制备出机械性能、耐蚀性、耐磨性及热稳定性明显优于传统涂层的高熔点Mo基非晶功能性防护涂层。该涂层能高效满足腐蚀、磨损及高温多相耦合的复杂工况，大幅延长零部件的使用寿命。
一种适用于磨损、腐蚀和高温多相耦合的复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，采用高能等离子熔射工艺将Mo合金粉末熔化后沉积在与处理后的基材表面，得到适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层；其中，高能等离子熔射工艺产生的焰流温度超过20000K，飞行粒子速度为400～700m/s。
本发明进一步的改进在于，高能等离子熔射工艺参数具体为：电流为370～420A、电压为110～140V、主气压力为200～250L/min、辅气压力为5～15L/min、送粉率为20～50g/min、喷涂距离为90～130mm，机械手横向扫掠速度500～600mm/s，纵向扫掠速度3～5mm/s。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中基材为铜基、铝基、镍基、锌基、钛基或不锈钢。
本发明进一步的改进在于，Mo合金粉末的粒径为22～60μm。
本发明进一步的改进在于，Mo合金粉末按质量百分数计，包括47～55％Mo、18～22％Ni、6～8％Cr、8～10％Fe、8～10％Co以及3～5％Si。
本发明进一步的改进在于，采用高能等离子熔射工艺将Mo合金粉末熔化后沉积在基材表面后沉积粒子冷却速率达到3.0～5.0×10-10K/s。
本发明进一步的改进在于，基材预处理过程如下：将基材清洗后进行预热，再喷砂。
本发明进一步的改进在于，该方法基于如下装置，装置包括等离子体发生器，等离子体发生器气室中一级喷嘴出气口处设置有气体旋流环，在气体旋流环出口处设置有二级喷嘴，一级喷嘴经气体旋流环与二级喷嘴相连通；将气室整体直径缩小5％，气室长度缩小8％，并将送粉口直径扩大10％，送粉口与轴向角度为45°。
一种根据上述的方法制备的适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层，该涂层在250℃下的摩擦系数在0.5～0.54范围，磨损率为0.5～0.7×10-4μm/MPa·s。
本发明进一步的改进在于，该涂层非晶相含量超过95％，硬度为HV0.3 650～800，孔隙率低于1.0％，抗压强度为2～4GPa，腐蚀电流密度为10～12μA·cm-2，高温高压腐蚀增重0.006～0.008g/h。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用高能等离子熔射工艺将Mo合金粉末熔化后沉积在基材表面，得到适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层；其中，高能等离子熔射工艺产生的焰流温度超过20000K，飞行粒子速度为400～700m/s，保证其在撞击基体后的充分扁平化和铺展。与传统非晶粉末(如Fe基)相比，选用的Mo合金粉末在不同腐蚀条件下均具有更高的耐腐蚀性，并且摩擦过程中能形成片层状α-MoO3相作为润滑层，有效降低磨损率。因此，Mo基非晶粉末更能满足高温、磨损及腐蚀的多相耦合复杂工况。
进一步的，依据高能等离子熔射工艺各参数特点，包括高喷涂功率能提高飞行粒子表面温度，加大粒子熔化程度；高主气流量增强了粒子飞行速度，增加了飞行粒子撞击基板后的扁平率，有利于各扁平化的粒子紧密结合；少量的辅气能进一步提高等离子焰流的温度，加大粒子熔化程度；送粉率则与涂层沉积效率呈非线性正比关系；喷涂距离的逐渐增加能降低飞行粒子温度和速度，本发明高能等离子熔射工艺参数充分将高能等离子熔射工艺喷涂Mo基合金粉的优势(高热源温度、高粒子飞行速度)最大化，这不仅大大提高了涂层的层间结合力、降低孔隙等微观缺陷的发生，而且有效加剧了扁平粒子非平衡凝固行为，保证了涂层的高度非晶化(超过95％)。
进一步的，本发明着重加强机械手“横向和纵向扫掠速度”两个关键参数(提升15％)，并结合本发明高能等离子熔射工艺，共同实现涂层冷却速率(3.0～5.0×10-10K/s)的瓶颈性突破，高出现有工艺(超音速火焰技术)两个数量级以上。
附图说明
图1是实施例1和对比例1中不同工艺制备的非晶功能性防护涂层截面形貌。其中，(a)为本发明的Mo基非晶涂层，(b)为HVOF喷涂Mo基非晶涂层。
图2是实施例1中非晶功能性防护涂层涂层的相结构XRD图谱。
图3是实施例2中不同载荷条件下，本发明涂层与基体和传统涂层高温摩擦系数曲线。
图4是实施例2中涂层与基体和传统涂层平均摩擦系数。
图5是实施例2中涂层与基体和传统涂层电化学腐蚀极化曲线。
图6是实施例2中涂层高温高压条件下与基体和传统涂层腐蚀重量变化。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步详细说明，其仅在于解释而不是限定。
本发明为满足腐蚀、磨损及高温多相耦合的复杂工况，采用Mo粉为原材料，采用高能等离子熔射工艺将Mo合金粉末充分熔化后喷涂在金属基材(包括不锈钢)上，得到具有优异耐蚀性、耐磨性及热稳定性的非晶功能性防护涂层，涂层相结构均为非晶相Mo。具体步骤如下：
1)喷涂前对基材表面进行前处理
对作为基材的不锈钢圆片表面先进行除油去污和打磨除锈，然后用丙酮超声波清洗，清洗后放入烘干箱烘干，最后用白刚玉(#24)进行喷砂处理，喷砂后粗糙度Ra≥10μm。
其中，步骤1)中基材为金属(如铜基、铝基、镍基、锌基及钛基等)或不锈钢。
2)对喷砂的基材采用喷枪预热的方式进行预热，温度控制在80～90℃。
3)采用高能等离子熔射工艺在喷砂的基材表面喷涂Mo金属粉末，制备具有耐蚀、耐磨且热稳定性优异的Mo基非晶功能性防护涂层。制备过程中用洁净压缩空气进行吹风冷却，并使基材温度在100℃以下。其中，高能等离子熔射工艺的工艺参数包括电流370～420A、电压110～140V、主气(氩气)压力200～250L/min、辅气(氢气)压力5～15L/min、送粉率20～50g/min、喷涂距离90～130mm；机械手横向扫掠速度500～600mm/s，纵向扫掠速度3～5mm/s，进一步保证涂层高速冷却，冷却速率达到3.0～5.0×10-10K/s。
所述的Mo合金粉末的粒径为22～60μm。
Mo合金粉末按质量百分数计，包括47～55wt.％Mo、18～22wt.％Ni、6～8wt.％Cr、8～10wt.％Fe、8～10wt.％Co以及3～5wt.％Si。
步骤3)中采用高能等离子熔射工艺，高的焰流温度(超过20000K)和飞行粒子速度(400～700m/s)能充分熔化难熔金属Mo并使其快速非平衡冷却，导致涂层结构高度非晶化(超过95％)。
步骤3)中沉积的涂层硬度为HV0.3 650～800，孔隙率低于1.0％，抗压强度为2～4GPa，腐蚀电流密度为10～12μA·cm-2，高温高压腐蚀增重0.006～0.008g/h，机械性能和耐腐蚀性优异。
具体的，涂层在250℃下的摩擦系数在0.5～0.54范围，磨损率0.5～0.7×10-4μm/MPa·s，高温耐磨性优异。
基材温度采用“吹风冷却”方式控制在100℃以下。
本发明制备的非晶涂层非晶相含量超过95％，硬度为HV0.3 650～800，孔隙率低于1.0％，冷却速率3.0～5.0×10-10K/s，抗压强度为2～4GPa；腐蚀电流密度为10～12μA·cm-2，高温高压腐蚀增重0.006～0.008g/h，涂层在250℃下的摩擦系数在0.5～0.54范围，磨损率0.5～0.7×10-4μm/MPa·s，高温耐磨性优异。
以下结合具体实例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
本实施例以40Cr13马氏体不锈钢作为基体，尺寸为Φ43×5mm，按质量百分数计包括：0.36～0.45％C、≤0.6％Si、≤0.80％Mn、≤0.035％P、≤0.03％S、≤0.6％Ni、12～14％Cr以及余量为Fe。涂层材料为Mo合金粉末，粉末粒径在22～60μm范围内；按重量百分比计，包含49wt.％Mo、20wt.％Ni、8wt.％Cr、8wt.％Fe、10wt.％Co以及5wt.％Si。
采用高能等离子熔射工艺制备非晶功能性防护涂层的具体实施步骤为：
1)基体表面前处理
对作为基材的不锈钢圆片表面先进行除油去污和打磨除锈，然后用丙酮超声波清洗，清洗后放入烘干箱烘干，最后用白刚玉(#24)进行喷砂处理，喷砂后粗糙度Ra＝10.8μm。。
2)对喷砂的基材采用喷枪预热的方式进行预热，温度控制在80～90℃。
3)在预热的基材表面分别采用高能等离子熔射工艺制备Mo基非晶功能性防护涂层。其中高能等离子熔射工艺参数是：电流370A、电压110V、主气压力200L/min、辅气压力5L/min、送粉率20g/min、喷涂距离90mm。机械手横向扫掠速度500mm/s，纵向扫掠速度3mm/s；基材温度采用洁净压缩空气对基材进行吹风冷却，温度控制在100℃以下。
对比例1
与实施例1不同在于，采用超音速火焰技术(HVOF)进行Mo基非晶功能性防护涂层。其中，超音速火焰技术工艺参数是：氧气流量800L/min、煤油流量400L/min、喷涂距离350mm、送粉率50g/min、送粉气流量2.5L/min。
如图1中(a)和(b)所示，本发明制备Mo基非晶功能性防护涂层内部结构致密，无裂纹和明显孔洞，涂层孔隙率低于1.0％以下；HVOF技术制备的Mo基非晶功能性防护涂层明显存在未熔颗粒、层间裂纹及孔洞缺陷，涂层致密性较差。
图2为本发明制备Mo基非晶功能性防护涂层XRD图谱，可发现图谱整体物尖锐的晶体峰出现，说明涂层已经完全非晶化；在38°～48°范围内存在的宽峰被确定为非晶相Mo。
实施例2
本实施例以TRT中的导向杆材料为2Cr13马氏体不锈钢作为基体，尺寸为Φ43×5mm，按质量百分数计包括：0.16～0.25％C、≤1.0％Si、≤1.0％Mn、≤0.035％P、≤0.03％S、≤0.6％Ni、12～14％Cr以及余量为Fe。涂层材料为Mo合金粉末，粉末粒径在22～60μm范围内；按重量百分比计，包含55wt.％Mo、18wt.％Ni、6wt.％Cr、6wt.％Fe、10wt.％Co以及5wt.％Si。
高能等离子熔射工艺制备Mo基非晶功能性防护涂层的具体实施步骤为：
1)基体表面前处理
对作为基材的导向杆表面先进行除油去污和打磨除锈，然后用丙酮超声波清洗，清洗后放入烘干箱进行烘干，最后用白刚玉(#24)进行喷砂处理，喷砂后粗糙度Ra＝10.5μm。
2)对喷砂的基材采用喷枪预热的方式进行预热，温度控制在80～90℃。
3)在预热的基材表面采用高能等离子熔射工艺熔化Mo粉末，制备高耐磨涂层，具体工艺参数是：电流420A、电压140V、主气压力250L/min、辅气压力15L/min、送粉率50g/min、喷涂距离130mm。机械手横向扫掠速度600mm/s，纵向扫掠速度5mm/s；
图3和图4为高温(250℃)条件下，本发明涂层与基体(2Cr13)和传统涂层(FeMo合金)摩擦学性能对比图，可发现本发明涂层的平均摩擦系数(0.5～0.54)远低于2Cr13基体和传统FeMo合金涂层，说明本发明涂层耐磨性明显更优。
图5为是本发明涂层与基体(2Cr13)和传统涂层(FeMo合金)电化学腐蚀极化曲线，腐蚀溶液为亚硫酸(分析纯)。与未涂层基体和传统涂层相比，本发明非晶涂层具有腐蚀电位高、腐蚀电流密度低的典型特征。结合表1结果，本发明涂层腐蚀电位达到-400mV，远高于基体的-680mV和传统涂层的-680mV；腐蚀电流密度仅为12.6μA·cm-2，而基体和传统涂层分别达到45.4μA·cm-2、39.4μA·cm-2。因此，本发明非晶涂层的耐腐蚀性明显更优。
表1 基体与涂层材料电化学腐蚀统计结果
Figure BDA0003004436360000091
图6为本发明涂层与基体(2Cr13)和传统涂层(FeMo合金)经3个周期共21天高温(360℃，气压1MPa)高压腐蚀试验之后的重量变化曲线，腐蚀介质为10％的H2O、10％的SO2以及10％的CO2。在最开始的腐蚀试验中，2Cr13涂层出现较大的增重量，Mo合金与FeMo合金涂层相当，两种薄膜试样增重最少；随着试验的进行，FeMo合金涂层在14天后重量大幅增加，而Mo合金增重最低，体现出优异的高温高压耐蚀行为。
实施例3
本实施例以40Cr13马氏体不锈钢作为基体，尺寸为Φ43×5mm，按质量百分数计包括：0.36～0.45％C、≤0.6％Si、≤0.80％Mn、≤0.035％P、≤0.03％S、≤0.6％Ni、12～14％Cr以及余量为Fe。
涂层材料为Mo合金粉末，粉末粒径在22～60μm范围内；按重量百分比计，包含47wt.％Mo、22wt.％Ni、8wt.％Cr、8wt.％Fe、10wt.％Co以及5wt.％Si。
采用高能等离子熔射工艺制备非晶功能性防护涂层的具体实施步骤为：
1)基体表面前处理
对作为基材的铜基圆片表面先进行除油去污和打磨除锈，然后用丙酮超声波清洗，清洗后放入烘干箱烘干，最后用白刚玉(#24)进行喷砂处理，喷砂后粗糙度Ra＝10.8μm。。
2)对喷砂的基材采用喷枪预热的方式进行预热，温度控制在80～90℃。
3)在预热的基材表面分别采用高能等离子熔射工艺制备Mo基非晶功能性防护涂层。其中高能等离子熔射工艺参数是：电流370A、电压140V、主气压力250L/min、辅气压力5L/min、送粉率40g/min、喷涂距离90mm。机械手横向扫掠速度500mm/s，纵向扫掠速度5mm/s；基材温度采用洁净压缩空气对基材进行吹风冷却，温度控制在100℃以下。
实施例4
本实施例以40Cr13马氏体不锈钢作为基体，尺寸为Φ43×5mm，按质量百分数计包括：0.36～0.45％C、≤0.6％Si、≤0.80％Mn、≤0.035％P、≤0.03％S、≤0.6％Ni、12～14％Cr以及余量为Fe。涂层材料为Mo合金粉末，粉末粒径在22～60μm范围内；按重量百分比计，包含55wt.％Mo、18wt.％Ni、6wt.％Cr、10wt.％Fe、8wt.％Co以及3wt.％Si。
采用高能等离子熔射工艺制备非晶功能性防护涂层的具体实施步骤为：
1)基体表面前处理
对作为基材的铝基圆片表面先进行除油去污和打磨除锈，然后用丙酮超声波清洗，清洗后放入烘干箱烘干，最后用白刚玉(#24)进行喷砂处理，喷砂后粗糙度Ra＝10.8μm。。
2)对喷砂的基材采用喷枪预热的方式进行预热，温度控制在80～90℃。
3)在预热的基材表面分别采用高能等离子熔射工艺制备Mo基非晶功能性防护涂层。其中高能等离子熔射工艺参数是：电流420A、电压120V、主气压力200L/min、辅气压力15L/min、送粉率20g/min、喷涂距离110mm。机械手横向扫掠速度550mm/s，纵向扫掠速度4mm/s；基材温度采用洁净压缩空气对基材进行吹风冷却，温度控制在100℃以下。
实施例5
本实施例以40Cr13马氏体不锈钢作为基体，尺寸为Φ43×5mm，按质量百分数计包括：0.36～0.45％C、≤0.6％Si、≤0.80％Mn、≤0.035％P、≤0.03％S、≤0.6％Ni、12～14％Cr以及余量为Fe。涂层材料为Mo合金粉末，粉末粒径在22～60μm范围内；按重量百分比计，包含52wt.％Mo、19wt.％Ni、7wt.％Cr、9wt.％Fe、9wt.％Co以及4wt.％Si。
采用高能等离子熔射工艺制备非晶功能性防护涂层的具体实施步骤为：
1)基体表面前处理
对作为基材的镍基圆片表面先进行除油去污和打磨除锈，然后用丙酮超声波清洗，清洗后放入烘干箱烘干，最后用白刚玉(#24)进行喷砂处理，喷砂后粗糙度Ra＝10.8μm。。
2)对喷砂的基材采用喷枪预热的方式进行预热，温度控制在80～90℃。
3)在预热的基材表面分别采用高能等离子熔射工艺制备Mo基非晶功能性防护涂层。其中高能等离子熔射工艺参数是：电流400A、电压110V、主气压力230L/min、辅气压力10L/min、送粉率50g/min、喷涂距离130mm。机械手横向扫掠速度600mm/s，纵向扫掠速度3mm/s；基材温度采用洁净压缩空气对基材进行吹风冷却，温度控制在100℃以下。
实施例6
同实施例5的过程，与实施例5不同在于，基材为锌基圆片。
实施例7
同实施例5的过程，与实施例5不同在于，基材为钛基圆片。
本发明通过合理的热喷涂工艺参数，严格控制了喷涂的工艺流程，使涂层高度非晶化的同时保证了涂层结构的致密性。这不仅促进了涂层综合力学性能的显著提升，而且大幅优化了涂层的耐腐蚀性、耐磨性及热稳定性，有效延长了具有多相耦合复杂工况的各类金属零部件的使用寿命。
本发明采用高能等离子熔射技术是在改进传统等离子体发生器(等离子体发生器规格是统一的)结构基础上实现的，具体的，在传统的等离子体发生器的气室中一级喷嘴出气口位置设置气体旋流环，气体旋流环的作用是一级喷嘴出气口出来的气体进行旋流加速。并在气体旋流环远离等离子体发射方向的一侧(即在气体旋流环出口处)设置二级喷嘴，一级喷嘴经气体旋流环与二级喷嘴相连通，。本发明中将传统等离子体发生器的气室整体直径缩小5％，气室长度缩小8％，进而实现二级喷嘴产生的高能等离子束进一步机械压缩，达到飞行粒子速度的1.5～2.0倍，保证其在撞击基体后的充分扁平化和铺展；本发明中将等离子体发生器的送粉口直径扩大10％、送粉口倾斜角度(由传统等离子体发生器的送风口与轴向角度60°变为送粉口与轴向角度为45°)，进而大幅高提升Mo合金粉末的热焓值，实现难熔金属粉末彻底熔化。
此外，依据高能等离子熔射工艺各参数特点(包括高喷涂功率能提高飞行粒子表面温度，加大粒子熔化程度；高主气流量增强了粒子飞行速度，增加了飞行粒子撞击基板后的扁平率，有利于各扁平化的粒子紧密结合；少量的辅气能进一步提高等离子焰流的温度，加大粒子熔化程度；送粉率则与涂层沉积效率呈非线性正比关系；喷涂距离的逐渐增加能降低飞行粒子温度和速度)，本发明工艺参数充分将高能等离子熔射工艺喷涂Mo基合金粉的优势(高热源温度、高粒子飞行速度)最大化，这不仅大大提高了涂层的层间结合力、降低孔隙等微观缺陷的发生，而且有效加剧了扁平粒子非平衡凝固行为，保证了涂层的高度非晶化(超过95％)。
本发明着重加强机械手“横向和纵向扫掠速度”两个关键参数(提升15％)，并结合本发明高能等离子熔射工艺和保护工艺参数，共同实现涂层冷却速率(3.0～5.0×10-10K/s)的瓶颈性突破，高出现有工艺(超音速火焰技术)两个数量级以上。
与传统非晶粉末(如Fe基)相比，选用的Mo基非晶粉末在不同腐蚀条件下均具有更高的耐腐蚀性，并且摩擦过程中能形成片层状α-MoO3相作为润滑层，有效降低磨损率。因此，Mo基非晶粉末更能满足高温、磨损及腐蚀的多相耦合复杂工况。
将多种单一性的预处理(清洗、喷砂及预热)和涂层制备方法(工艺参数、粉末成分及粒径、基体温度)重新优化、设计并进行分派，形成了规范的、标准的整套工艺制备流程，最大程度的保证高性能非晶涂层的稳定制备。
以上所述，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，大凡依本发明专利申请范围及说明书内容所做的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，其特征在于：采用高能等离子熔射工艺将Mo合金粉末熔化后沉积在与处理后的基材表面，得到适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层；其中，高能等离子熔射工艺产生的焰流温度超过20000K，飞行粒子速度为400～700m/s。
2.根据权利要求1所述的一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，其特征在于，高能等离子熔射工艺参数具体为：电流为370～420A、电压为110～140V、主气压力为200～250L/min、辅气压力为5～15L/min、送粉率为20～50g/min、喷涂距离为90～130mm，机械手横向扫掠速度500～600mm/s，纵向扫掠速度3～5mm/s。
3.根据权利要求1所述的一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，其特征在于，步骤1)中基材为铜基、铝基、镍基、锌基、钛基或不锈钢。
4.根据权利要求1所述的一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，其特征在于，Mo合金粉末的粒径为22～60μm。
5.根据权利要求1所述的一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，其特征在于，Mo合金粉末按质量百分数计，包括47～55％Mo、18～22％Ni、6～8％Cr、8～10％Fe、8～10％Co以及3～5％Si。
6.根据权利要求1所述的一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，其特征在于，采用高能等离子熔射工艺将Mo合金粉末熔化后沉积在基材表面后沉积粒子冷却速率达到3.0～5.0×10-10K/s。
7.根据权利要求1所述的一种适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层制备方法，其特征在于，该方法基于如下装置，装置包括等离子体发生器，等离子体发生器气室中的一级喷嘴出气口处设置有气体旋流环，在气体旋流环出口处设置有二级喷嘴，一级喷嘴经气体旋流环与二级喷嘴相连通；将气室直径缩小5％，气室长度缩小8％，并将送粉口直径扩大10％，送粉口与轴向角度为45°。
8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的方法制备的适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层，其特征在于，该涂层在250℃下的摩擦系数在0.5～0.54范围，磨损率为0.5～0.7×10-4μm/MPa·s。
9.根据权利要求8所述的适用于复杂工况的非晶功能性防护涂层，其特征在于，该涂层非晶相含量超过95％，硬度为HV0.3 650～800，孔隙率低于1.0％，抗压强度为2～4GPa，腐蚀电流密度为10～12μA·cm-2，高温高压腐蚀增重0.006～0.008g/h。
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