高硬度材料涂层结构及其制备方法技术

一种高硬度材料涂层结构及其制备方法，高硬度材料涂层结构包括：利用非晶合金作为基底或过渡层；在非晶合金基底或过渡层上采用冷喷涂工艺喷涂高硬度材料粉末，在所述非晶合金基底或过渡层上得到高硬度材料致密涂层。在冷喷涂过程将高硬度材料粉末以超过临界沉积速度的速度撞击于非晶合金基底或过渡层，撞击过程引起非晶表面大的剪切形变及剪切软化，从而有效地增强非晶合金基底或过渡层和喷涂颗粒之间的结合强度，明显抑制颗粒的脱落，从而可以制备得到致密且高硬度的涂层。

【技术实现步骤摘要】
高硬度材料涂层结构及其制备方法
本公开属于合金材料技术与表面冷喷涂
，涉及一种高硬度材料涂层结构及其制备方法。
技术介绍
冷喷涂技术是一种以预热压缩气体(氮气、氨气、空气或混合气体)为加速介质，带动金属颗粒在固态下以极高的速度撞击工件基体，通过颗粒发生强烈塑性变形的方式沉积在基体表面形成涂层的低温喷涂技术。冷喷涂与热喷涂最大的区别在于颗粒加热程度不同导致其撞击工件表面之前的状态不同。传统热喷涂技术的三大热游温度分别为：燃烧火焰，温度均高于2000℃；电弧，温度达到5000℃以上；等离子体，例如钯等离子的温度高达16000℃，因此热喷涂的颗粒在沉积过程中熔化，并伴随熔滴的撞击、焊合、冷却、凝固、相变等冶金过程，而冷喷涂的颗粒在沉积过程中不发生熔化，固体颗粒在极高的应变和应变速率条件下，发生绝热剪切失稳，从而引起塑性流变并形成机械咬合。冷喷涂颗粒沉积过程中存在一个临界沉积速度，只有当颗粒的飞行速度超过该临界沉积速度，颗粒对基体的冲蚀作用才能转化为穿孔效应从而沉积形成涂层。通常颗粒的硬度越高，其临界沉积速度就越高，即粉末颗粒硬度越高越难本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硬度材料涂层结构的制备方法，其特征在于，包括：/n利用非晶合金作为基底或过渡层；/n在非晶合金基底或过渡层上采用冷喷涂工艺喷涂高硬度材料粉末，在所述非晶合金基底或过渡层上得到高硬度材料致密涂层。/n

【技术特征摘要】
1.一种高硬度材料涂层结构的制备方法，其特征在于，包括：
利用非晶合金作为基底或过渡层；
在非晶合金基底或过渡层上采用冷喷涂工艺喷涂高硬度材料粉末，在所述非晶合金基底或过渡层上得到高硬度材料致密涂层。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非晶合金为纳米晶合金或金属玻璃。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述高硬度材料粉末为碳化钨合金粉末，其中钨和碳的质量比为10∶1，该碳化钨合金粉末的纯度大于99.9％；
所述高硬度材料粉末的粉末颗粒的特征尺寸为0.7μm～2μm；
所述高硬度材料涂层中颗粒的尺寸为1μm～5μm。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化钨合金粉末中，碳含量在6.1％～6.18％，单质碳杂质的含量小于0.05％，Fe的质量百分数为0.01％～0.02％，Mo的质量百分数小于0.01％。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在非晶合金基底或过渡层上采用冷喷涂工艺喷涂高硬度材料粉末，包括：将高硬度材料粉末送入粉末加料器或会聚-扩散喷枪中进行喷涂；
其中，以氮气或压缩空气作为喷涂气体，气压为100个或200个大气压；粉末加料器的压力设定为比主气流的压力大50个大气压，所述主气流包括携带有高硬度材料粉末的喷涂气体；
优选的，所述压缩空气的气压在15个大气压以上。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高硬度材料粉末为碳化钨合金粉末，该碳化钨合金粉末的制备方法包括：
按照预设成分将碳和钨的原料放入真空感应炉中进行熔炼，分别进行除渣、精炼、均匀化和雾化处理，再经过干燥和过筛，得到碳化钨合金粉末粗品；
将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：单光存，张吉亮，石灿鸿，李鑫，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11