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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及表面工程,特别是涉及一种复合粉末、耐磨涂层的制备方法及耐磨涂层。
技术介绍
1、电力电网众多关键设备常面临严峻的摩擦磨损服役环境,严重影响了零部件的服役性能与寿命。传统的工件防护方法为制备单一的金属、陶瓷、金属陶瓷复合或有机涂层进行磨损、腐蚀、高温氧化的防护工作,涂层通常具备高硬、耐腐蚀、耐高温氧化等性能,但其在服役过程中仍面临过早服役失效的问题,归究其原因为单一涂层的防护性能仍有较大的提升空间。
2、众多周知,近等原子的niti金属间化合物被称为形状记忆合金,具有形状记忆效应、超弹性、高耐腐蚀性和疲劳强度等独特性能,在工业装备及生物工程等领域得到广泛利用。由于nixtiy合金的耐磨性很大程度上取决于化学成分和微观结构,如通过ni粉和ti粉颗粒直接添加方式,往往造成合金相界面润湿性不好等问题,影响复合材料的性能,从而降低其耐磨性。
3、因此,如何进一步改善nixtiy合金的耐磨性成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高耐磨性的复合粉末、耐磨涂层的制备方法及耐磨涂层。
2、第一方面,本申请提供了一种复合粉末。所述复合粉末包括以下质量百分数的组分:
3、1%~5% ceo2颗粒,余量为ni粉和ti粉,其中ni粉和ti粉的质量比为(8:9)~(14:9)。
4、在其中一个实施例中,ni粉和ti粉的质量比为11:9。
5、在其中一个实施例中,该复合粉末满
6、(1)所述ni粉粒径为1~10μm;
7、(2)所述ti粉粒径为1~10μm;
8、(3)所述ceo2颗粒的粒径为1nm~100nm。
9、在其中一个实施例中,该复合粉末满足如下条件中的一种或多种:
10、(1)所述ni粉的纯度大于99%;
11、(2)所述ti粉的纯度大于99%。
12、第二方面,本申请还提供了一种耐磨涂层的制备方法,包括如下步骤:
13、将上述复合粉末的组分混合均匀,烘干;
14、将烘干得到的混合粉末预制在基体表面,采用激光熔覆工艺进行熔覆,制备耐磨涂层。
15、在其中一个实施例中,混合步骤采用球磨结合的方式将复合粉末的组分混合均匀,混合步骤的工艺条件包括:球料比3:1~1:1,球磨介质为无水乙醇,转速为200~400r/min,混合时间为20~28h。
16、在一种可选的实施方式中,上述球料比为2:1,所述转速为300r/min,所述混合时间为24h。
17、在其中一个实施例中,该方法满足如下条件中的一种或多种:
18、(1)上述激光熔覆工艺的工艺参数如下:激光功率为500~1000w,熔覆速率为10~15mm/s,搭接率为30%~35%,光斑直径为3~5mm;
19、(2)预制包括:利用pvb溶液将烘干得到的混合粉末预制在基体表面;
20、(3)基体包括碳素钢;
21、(4)在将所述混合粉末预制在基体表面之前,还对基体进行磨光、脱脂去油、活化、清洗和烘干处理。
22、在其中一个实施例中,上述对基体进行磨光、脱脂去油、活化、清洗和烘干处理,包括:对基体表面采用砂纸进行磨光处理,用去离子水冲洗后放入由氢氧化钠组成的碱溶液中脱脂去油,之后在稀盐酸中活化,再用去离子水清洗,最后进行烘干。
23、第三方面,本申请还提供了一种耐磨涂层,采用上述任一实施例的制备方法制备而成。
24、本申请的有益效果包括以下几个方面:
25、(1)通过在nixtiy合金体系中掺入ceo2粒子,可以改善nixtiy合金的空间微观结构,从而有利于获得高耐磨性的涂层。
26、(2)激光熔覆工艺可以在基体表面诱导ni、ti颗粒间燃烧从而发生原位反应,得到nixtiy-ceo2耐磨涂层,涂层中除niti合金外,还包括niti2、ni3ti强化相以及ceo2纳米颗粒相,由此可以有效制备界面行为良好的强化相,提高合金相界面润湿性。
27、(3)本申请的耐磨涂层,有效结合了纳米颗粒相的强化效应、niti合金相的形状效应与超弹性、其他nixtiy金属化合物相的强化效应等,使得涂层具备更好的耐摩擦磨损性能,作为设备工件使用时能够更好地适应各种摩擦磨损、高温氧化、腐蚀等服役环境,延长了工件的使用寿命。
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1.一种复合粉末,其特征在于,包括以下质量百分数的组分:
2.根据权利要求1所述的复合粉末,其特征在于,Ni粉和Ti粉的质量比为11:9。
3.根据权利要求1所述的复合粉末,其特征在于,满足如下条件中的一种或多种:
4.根据权利要求1~3任一项所述的复合粉末,其特征在于,满足如下条件中的一种或多种:
5.一种耐磨涂层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述混合采用球磨结合的方式将所述组分混合均匀,所述球磨的工艺条件包括:球料比3:1~1:1,球磨介质为无水乙醇,转速为200~400r/min,混合时间为20~28h。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述球料比为2:1,所述转速为300r/min,所述混合时间为24h。
8.根据权利要求5~7任一项所述的方法,其特征在于,所述方法满足如下条件中的一种或多种:
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述对基体进行磨光、脱脂去油、活化、清洗和烘干处理,包括:
10.一种
...【技术特征摘要】
1.一种复合粉末,其特征在于,包括以下质量百分数的组分:
2.根据权利要求1所述的复合粉末,其特征在于,ni粉和ti粉的质量比为11:9。
3.根据权利要求1所述的复合粉末,其特征在于,满足如下条件中的一种或多种:
4.根据权利要求1~3任一项所述的复合粉末,其特征在于,满足如下条件中的一种或多种:
5.一种耐磨涂层的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述混合采用球磨结合的方式将所述组分混合均匀,所述球磨的工艺条件包括:球...
【专利技术属性】
技术研发人员:钟万才,孙阔腾,宁淼福,韦扬志,郑扬亮,王忠国,石财发,李飞虎,仇善奎,
申请(专利权)人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局,
类型:发明
国别省市:
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