一种复合粉末、复合涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种镍包钛碳化硅复合涂层的制备方法，包括：向Ni60

【技术实现步骤摘要】
一种复合粉末、复合涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涂层制备
，尤其涉及一种复合粉末、复合涂层及其制备方法和应用，具体为一种镍基添加镍包钛碳化硅复合涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在先进制造行业中，许多机械零部件通常会受到腐蚀、磨损、温度、潮湿等因素的影响，这些因素会阻碍机械零部件的正常工作并缩短其使用寿命。统计表明磨损与腐蚀造成的损失，在发达国家约占该国家GDP的3％～5％，而发展中国家则高达10％，由此引起机械零部件在加工与生产过程中性能下降、最终失效。
[0003]表面涂层技术是实现机械零部件表面性能强化和修复的有效手段，可以赋予机械零部件特定的耐磨和减摩性能。低温超音速火焰喷涂(HVAF)技术经过多年的发展，工艺已经非常成熟，并且其制备的涂层具有孔隙率低、结合强度高、耐磨损、耐腐蚀和耐高温的优良特点。因此HVAF涂层应用领域广泛，涉及到航空航天、交通运输、石油化工、电力能源、冶金工业、纺织与造纸、机械制造、医疗行业等方面，主要是广泛应用于预防和保护机械零部件表面产生磨损和腐蚀而导致的失效，如活塞件、轧辊、燃气轮机等。延长机械零部件的服役周期和使用寿命，并且减少自身和其对磨件的磨损损害已经成为工业应用的迫切需求，开发一种耐磨损、耐腐蚀表面防护涂层已经成为重中之重。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种复合粉末、复合涂层及其制备方法和应用，本专利技术提供的方法制备的涂层具有优异的耐磨损、耐腐蚀性能，能够延长机械零部件的服役周期和使用寿命，并且减少其对磨件的损害。
[0005]本专利技术提供了一种复合粉末，包括：
[0006]Ni60
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38WC和25Ni
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Ti3SiC2。
[0007]优选的，所述Ni60
‑
38WC在复合粉末中的质量含量为85～95％；
[0008]所述25Ni
‑
Ti3SiC2在复合粉末中的质量含量为5～15％。
[0009]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的复合粉末的制备方法，包括：
[0010]将Ni60
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38WC和25Ni
‑
Ti3SiC2混合后进行球磨，得到复合粉末。
[0011]优选的，所述Ni60
‑
38WC的粒度为15～45μm；
[0012]所述25Ni
‑
Ti3SiC2的粒度为15～45μm。
[0013]优选的，所述球磨的转速为80～100r/min；所述球磨的时间为80～120min。
[0014]本专利技术提供了一种复合涂层的制备方法，包括：
[0015]在基体表面喷涂复合粉末，得到复合涂层；
[0016]所述复合粉末为上述技术方案所述的复合粉末。
[0017]优选的，所述喷涂的方法为低温超音速火焰喷涂。
[0018]优选的，所述超音速火焰喷涂过程中的工艺参数为：
[0019]甲烷气体流量为130～170L/min；
[0020]氧气气体流量为210～230L/min；
[0021]压缩空气气体流量为380～420L/min；
[0022]氩气气体流量为20～30L/min；
[0023]送粉速率为40～50g/min；
[0024]喷涂距离为220～240mm。
[0025]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的复合涂层。
[0026]本专利技术提供了上述技术方案所述的复合涂层在机械零部件中的应用；
[0027]所述应用选自表面防护、性能强化、维修和再制造中的一种或几种。
[0028]本专利技术采用低温超音速火焰喷涂技术在机械零部件表面制备一种耐磨损、耐腐蚀的Ni60
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38WC+少量镍包钛碳化硅涂层，本专利技术提供的复合涂层可以恢复机械零部件尺寸，同时也能提升机械零部件表面性能。本专利技术首次利用低温超音速火焰喷涂技术在45钢基体表面制备Ni60
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38WC+少量镍包钛碳化硅复合涂层；本专利技术制备的复合涂层具有优异的耐磨损和耐腐蚀性能，可作为机械零部件的表面防护涂层，在恢复工件尺寸的同时，提升工件表面性能，并且延长机械零部件的服役周期和使用寿命，将为同类机械零部件的再制造修复提供技术参考；本专利技术所采用的25Ni
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Ti3SiC2粉末，Ti3SiC2陶瓷粉末颗粒的外表面包覆一层Ni金属，25Ni
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Ti3SiC2粉末颗粒呈球形形貌，增加了喷涂粉末的流动性，大大降低了喷涂过程中喷枪结瘤或堵枪的现象，从而使制备的涂层性能更佳；本专利技术采用低温超音速火焰喷涂技术制备Ti3SiC2陶瓷复合涂层，喷涂火焰温度较低，在2000℃以下，而且喷涂粉末粒子的速度更快，可以有效防止Ti3SiC2陶瓷粉末颗粒受热分解和反弹现象，使其与基体材料紧密粘结。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例1～3中Ni60
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38WC(a，b)和25Ni
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Ti3SiC2(c，d)粉末SEM图；
[0030]图2为本专利技术实施例1～3中Ni60
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38WC(a)和25Ni
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Ti3SiC2(b)粉末XRD图；
[0031]图3为本专利技术实施例1～3中Ni60
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38WC(a)和25Ni
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Ti3SiC2(b)粉末粒径分布图；
[0032]图4为本专利技术实施例1～3中含不同质量分数镍包钛碳化硅的镍基复合涂层
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界面形貌图；(a)Ni60
‑
38WC，(b)掺杂5wt.％25Ni
‑
Ti3SiC2，(c)掺杂10wt.％25Ni
‑
Ti3SiC2，(d)掺杂15wt.％25Ni
‑
Ti3SiC2；
[0033]图5为本专利技术实施例1～3中含不同质量分数镍包钛碳化硅的镍基复合涂层截面形貌图；(a)Ni60
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38WC，(b)掺杂5wt.％25Ni
‑
Ti3SiC2，(c)掺杂10wt.％25Ni
‑
Ti3SiC2，(d)掺杂15wt.％25Ni
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Ti3SiC2；
[0034]图6为本专利技术实施例1～3中含不同质量分数镍包钛碳化硅的镍基复合涂层XRD图谱；
[0035]图7为本专利技术实施例1～3中含不同质量分数镍包钛碳化硅的镍基复合涂层表面硬度柱状图；
[0036]图8为本专利技术实施例1～3中含不同质量分数镍包钛碳化硅的镍基复合涂层摩擦系数曲线图；
[0037]图9为本专利技术实施例1～3中含不同质量分数镍包钛碳化硅的镍基复合涂层磨损体
积柱状图。
具体实施方式
[0038]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合粉末，包括：Ni60
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38WC和25Ni
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Ti3SiC2。2.根据权利要求1所述的复合粉末，其特征在于，所述Ni60
‑
38WC在复合粉末中的质量含量为85～95％；所述25Ni
‑
Ti3SiC2在复合粉末中的质量含量为5～15％。3.一种权利要求1所述的复合粉末的制备方法，包括：将Ni60
‑
38WC和25Ni
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Ti3SiC2混合后进行球磨，得到复合粉末。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Ni60
‑
38WC的粒度为15～45μm；所述25Ni
‑
Ti3SiC2的粒度为15～45μm。5.根据权利要求3所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏伟，张伟，朱克亮，史佩京，魏敏，李国威，张昭，高艳艳，崔同欢，
申请(专利权)人：清华苏州环境创新研究院，
类型：发明
国别省市：