一种耐磨涂层及其制备方法技术

技术编号：40900957 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-18 11:18

本发明专利技术提供了一种耐磨涂层及其制备方法，属于涂层技术领域。所述制备方法包括以下步骤：(1)将合金粉末和Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;粉末进行混合，得到复合原料粉末；以所述复合原料粉末的总质量为100wt％计，所述复合原料粉末由以下组分组成：所述合金粉末的质量百分比为90％wt～95wt％，所述Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;粉末的质量百分比为5wt％～10wt％；(2)将所述复合原料粉末激光熔覆到合金基体的表面，制备得到耐磨涂层。所述制备方法采用激光熔覆法高温分解陶瓷粉末在耐磨涂层中引入O原子，提升耐磨涂层的强度与硬度，进而提升其耐磨性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于防护涂层，具体涉及一种耐磨涂层及其制备方法。

技术介绍

1、在工业领域中，机械在运转过程时，零件会出现磨损的问题，器件的磨损会造成生产效率下降，维护成本升高等一系列问题。例如煤炭机械在多种苛刻的工况下长时间运行极易发生磨损，海工装备在海水环境中服役时，要经受磨损载荷的影响，从而导致磨损，等等。

2、为减少零件的损耗，通常采用表面强化处理技术在零件表面制备耐磨涂层，以提高零件的耐磨性能和使用寿命。表面强化处理技术通过对零件表面进行必要的改性处理，进而减少零件的磨损，提高零件的寿命，从而大幅提高经济效益。

3、传统的表面强化处理是在涂层中添加硬质相，从而提升耐磨涂层的硬度。例如专利申请文件cn114908312a公开了一种高温耐磨自润滑涂层材料、其制备方法、涂层及其制备方法；专利申请文件cn109986074a公开了fe3al/cr7c3粉末及其制备方法和相应涂层，这种方法可显著提升涂层的耐磨性，但是硬质相的添加却会增加涂层的裂纹敏感性。

4、所以目前一般采用激光熔覆法或等离子熔覆法等原位制备方法在零件表面制备合金涂层作为耐磨涂层，这类耐磨涂层不仅硬度高、耐磨性好，还不会增加涂层的裂纹敏感性。由于激光熔覆法能够改善零件表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能，具有最小热输入、变形和热影响区的局部处理，以及通过自淬、细化微观结构和提高机械性能的快速冷却速率的优点，因此，该技术能够达到表面改性或修复的目的，满足了对材料表面特定性能的要求，通常，采用激光熔覆法在零件表面制备耐磨涂层。

<p>5、例如专利申请文件cn110760843a公开了一种激光熔覆高熵合金涂层，专利申请文件cn116426918a公开了一种激光熔覆高熵合金涂层及其制备方法。但以上相关技术中的耐磨涂层的耐磨性能还有待提高。

技术实现思路

1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种耐磨涂层及其制备方法。

2、本专利技术实施例提供了一种耐磨涂层的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将合金粉末和al2o3粉末进行混合，得到复合原料粉末；以所述复合原料粉末的总质量为100wt％计，所述复合原料粉末由以下组分组成：所述合金粉末的质量百分比为90％wt～95wt％，所述al2o3粉末的质量百分比为5wt％～10wt％；

4、(2)将所述复合原料粉末激光熔覆到合金基体的表面，制备得到耐磨涂层。

5、本专利技术实施例的制备方法带来的优点和技术效果为：

6、(1)o原子由al2o3粉末(陶瓷粉末)引入，通过激光熔覆高能量分解al2o3粉末(陶瓷粉末)，部分氧元素以o2形式逸散出去，部分o原子固溶至涂层中的金属形成高氧量熔覆层，即耐磨涂层；

7、(2)本专利技术实施例的制备方法采用激光熔敷法使得al2o3粉末(陶瓷粉末)高温分解，从而在耐磨涂层中引入o原子，o原子的添加能够显著提升耐磨涂层的强度与硬度，进而提升其耐磨性；

8、(3)与纯合金涂层相比，添加al2o3粉末后制备得到的高氧量熔覆层即耐磨涂层的耐磨性可以提升20倍以上。

9、(4)o原子以固溶的形式存在于高氧量熔覆层即耐磨涂层中，以固溶强化的原理强化涂层，有效地避免了大量添加硬质相诱发的涂层开裂与微观缺陷。

10、在一些实施例中，步骤(1)中，所述合金粉末为316l不锈钢粉末。

11、在一些实施例中，步骤(1)中，所述合金粉末的粒径为20μm～120μm，所述al2o3粉末的粒径为10μm～40μm。

12、在一些实施例中，步骤(1)中，所述混合的方式为机械搅拌混合。

13、在一些实施例中，步骤(2)中，所述合金基体预先进行了砂纸打磨和丙酮清洗。

14、在一些实施例中，步骤(2)中，所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率800w～1000w，激光扫描速度2.0mm/s～4.0mm/s，光斑直径2.0mm～4.0mm，搭接率45％～55％，激光熔覆时采用惰性气体保护。

15、另外，本专利技术实施例还提供了一种耐磨涂层，由所述制备方法得到。

16、在一些实施例中，以所述耐磨涂层的总原子数为100％计，氧元素的原子百分比为0.5％～2.0％。

17、在一些实施例中，所述耐磨涂层的厚度为0.5mm以上。

18、在一些实施例中，所述耐磨涂层的厚度为0.5mm～1.5mm。

19、本专利技术实施例的耐磨涂层带来的优点和技术效果为：

20、本专利技术实施例的制备方法通过成分设计实现了激光熔覆合金粉末+陶瓷粉末制备耐磨涂层，所述耐磨涂层具有优异的耐磨性能，有效延长了合金基体的使用寿命。

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【技术保护点】

1.一种耐磨涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述合金粉末为316L不锈钢粉末。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述合金粉末的粒径为20μm～120μm，所述Al2O3粉末的粒径为10μm～40μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式为机械搅拌混合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述合金基体预先进行了砂纸打磨和丙酮清洗。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率800W～1000W，激光扫描速度2.0mm/s～4.0mm/s，光斑直径2.0mm～4.0mm，搭接率45％～55％，激光熔覆时采用惰性气体保护。

7.一种耐磨涂层，其特征在于，根据权利要求1～6任一项所述的制备方法得到。

8.根据权利要求7所述的耐磨涂层，其特征在于，以所述耐磨涂层的总质量为100％计，氧元素的质量百分比为0.5％～2.0％。

9.根据权利要求7所述的耐磨涂层，其特征在于，所述耐磨涂层的厚度为0.5mm以上。

10.根据权利要求9所述的耐磨涂层，其特征在于，所述耐磨涂层的厚度为0.5mm～1.5mm。

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【技术特征摘要】

1.一种耐磨涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述合金粉末为316l不锈钢粉末。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述合金粉末的粒径为20μm～120μm，所述al2o3粉末的粒径为10μm～40μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式为机械搅拌混合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述合金基体预先进行了砂纸打磨和丙酮清洗。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梦，刘贺佳，娄正计，李巍，李聚涛，王龙杰，王彦超，陈盛广，刘兴晖，李生文，王超，程晔锋，孙琦，张玉军，许博炜，杨强斌，高壮，王奇，李昊峰，王博，张国旗，袁运海，
申请(专利权)人：河北邯峰发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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