【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能材料，具体涉及一种复合涂层及其制备方法和应用。
技术介绍
1、tic具有硬度高、热稳定性好、抗氧化、耐腐蚀、密度小等优异的物理化学性能，是一种很有发展前景的涂层材料，但由于tic与金属的润湿性不佳，结合力较弱，大大影响了复合涂层的物理力学性能，制约着tic复合涂层的发展。
2、目前，提高tic与金属基体的界面结合强度常用的方法有原位合成法和化学镀，但该工艺存在镀液污染、工艺不稳定以及生产效率低等不足，极大限制了tic复合涂层的应用开发。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种复合涂层，该复合涂层金属相包覆于tic相外表面，结合致密，界面处无污染，赋予了涂层优异的力学性能。
2、本专利技术还提供了一种复合涂层的制备方法。
3、本专利技术的第一方面提供了一种复合涂层，包括tic粉以及包覆所述tic粉的fe3al。
4、本专利技术关于复合涂层的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
5、fe-al金属间化合物由于不含战略元素，具有密度低、成本低、强度高、抗磨损性能良好以及优异的抗氧化、抗硫化和抗碳化性能，是一种具有良好应用前景的抗磨材料和高温结构材料。
6、fe3al金属间化合物因其长程有序结构，赋予其众多优良特性，在硫化气氛中的耐蚀性甚至优于不锈钢及防腐涂层，很有可能成为一类实用工程材料并在某些场合代替不锈钢、耐蚀合金。此外，
7、因此，从复合材料设计角度来看，以陶瓷颗粒为核心，外表面包覆金属层的复合粉体涂层材料，既具有陶瓷材料的高硬度，又具有金属材料的韧性。同时，金属外壳的存在，显著改善了陶瓷粉体颗粒之间的润湿性，对于获得致密的功能涂层，具有决定性的作用。
8、本专利技术的复合涂层，采用核壳包覆结构的原理，tic颗粒被fe3al相包裹，形成内晶。从而有效改善了陶瓷颗粒与金属基体之间的润湿性，有效改善了tic复合涂层的性能不足，制备的复合涂层性能优异，同时降低了生产成本。
9、本专利技术的复合涂层，有害元素少，包覆层和陶瓷颗粒界面清洁无污染。tic颗粒对晶界有钉扎作用，有效抑制晶界在高温下发生迁移，起到细化晶粒，稳定fe3al晶粒尺寸，提高涂层力学性能。
10、本专利技术的复合涂层，tic复合喷涂粉末氧化低，还可制备表面压应力涂层，提高结合强度，降低孔隙率。
11、本专利技术的复合涂层，原材料成本低，工艺技术稳定，tic涂层的性能显著提到。
12、根据本专利技术的一些实施方式，所述fe粉的粒径为2μm～3μm。
13、根据本专利技术的一些实施方式，所述al粉的粒径为2μm～3μm。
14、根据本专利技术的一些实施方式，所述fe粉和al粉的摩尔比为3:1。
15、根据本专利技术的一些实施方式，所述tic粉的粒径为15μm～60μm。
16、根据本专利技术的一些实施方式，各粉末的纯度均高于99.0％。
17、根据本专利技术的一些实施方式，所述复合涂层的厚度为200μm～300μm。
18、本专利技术的第二方面提供了一种制备复合涂层的方法，包括以下步骤：
19、s1：将fe粉和al粉混合后进行第一次球磨，制备fe3al预合金粉；
20、s2：将所述fe3al预合金粉和tic粉混合后进行第二次球磨，得到fe3al-tic壳核包覆粉末；
21、s3：将所述fe3al-tic壳核包覆粉末进行等离子体球化处理后，在基体表面涂覆，形成所述复合涂层。
22、本专利技术关于复合涂层的制备方法中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
23、本专利技术的制备方法，无需昂贵的设备和复杂的过程控制，反应条件不苛刻，原料易得，生产成本低，容易工业化生产。
24、本专利技术的制备方法，采用核壳包覆结构的原理，tic颗粒被fe3al相包裹，形成内晶。从而有效改善了陶瓷颗粒与金属基体之间的润湿性，有效改善了tic复合涂层的性能不足，制备的复合涂层性能优异，同时降低了生产成本。
25、本专利技术的制备方法，采用等离子球化制备复合粉末，有害元素少，包覆层和陶瓷颗粒界面清洁无污染。tic颗粒对晶界有钉扎作用，有效抑制晶界在高温下发生迁移，起到细化晶粒，稳定fe3al晶粒尺寸，提高涂层力学性能。
26、本专利技术的制备方法，采用超音速火焰喷涂、爆炸喷涂和冷喷涂技术，由于其低温高速的工艺技术特点，一方面降低了tic喷涂粉末的氧化，另一方面还可制备表面压应力涂层，提高结合强度，降低孔隙率。
27、本专利技术的制备方法，原材料成本低，工艺技术稳定，且能显著提高tic涂层的性能。
28、根据本专利技术的一些实施方式，所述fe粉和al粉的粒径为2μm～3μm。
29、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次球磨的转速为400rpm～800rpm。
30、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次球磨的转速为400rpm～600rpm。
31、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次球磨的转速为530rpm。
32、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次球磨的球料比为15～30:1～3。
33、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次球磨的球料比为30:1。
34、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次球磨的时间为30min～40min。
35、根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次球磨的时间为30min左右。
36、根据本专利技术的一些实施方式，步骤s2中，所述fe3al预合金粉的质量分数为20％～25％。
37、根据本专利技术的一些实施方式，步骤s2中，所述fe3al预合金粉的质量分数为23％左右。
38、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的转速为300rpm～600rpm。
39、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的转速为300rpm～400rpm。
40、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的转速为375rpm。
41、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的球料比为12～30:1～3。
42、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的球料比为10:1。
43、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的时间为2h～7h。
44、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的时间为2h～5h。
45、根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次球磨的时间为3h左右。
46、根据本专利技术的一些实施方式，所述等离子体球化处理的功率为10kw～20kw。
47、根据本专利技术的一些实施方式，所述等离子体球化处理的功率为15kw。
48、根据本专利技术的一些实施方式，所述等离子体球化处理的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合涂层，其特征在于，包括TiC粉以及包覆所述TiC粉的Fe3Al。
2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述TiC粉的粒径为15μm～60μm。
3.根据权利要求1或2所述的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层的厚度为200μm～300μm。
4.一种制备如权利要求1至3中任一项所述的复合涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述Fe粉和Al粉的粒径为2μm～3μm。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次球磨的转速为400rpm～800rpm；和/或，所述第一次球磨的球料比为15～30:1～3；和/或，所述第一次球磨的时间为30min～40min。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述Fe3Al预合金粉的质量分数为20％～25％。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二次球磨的转速为300rpm～600rpm；和/或，所述第二次球磨的球料比为12～30:1～3；和/或，所述第二次球磨的时
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述等离子体球化处理的功率为10kW～20kW；和/或，所述等离子体球化处理的送粉速率为5g/min～40g/min；和/或，所述等离子体球化处理的氢气流量为5L/min～8L/min；和/或，所述等离子体球化处理的氩气流量为50L/min～70L/min。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3中，在基体表面涂覆的方法包括超音速火焰喷涂、冷喷涂或爆炸喷涂。
...【技术特征摘要】
1.一种复合涂层，其特征在于，包括tic粉以及包覆所述tic粉的fe3al。
2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述tic粉的粒径为15μm～60μm。
3.根据权利要求1或2所述的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层的厚度为200μm～300μm。
4.一种制备如权利要求1至3中任一项所述的复合涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述fe粉和al粉的粒径为2μm～3μm。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次球磨的转速为400rpm～800rpm；和/或，所述第一次球磨的球料比为15～30:1～3；和/或，所述第一次球磨的时间为30min～40min。
7.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦松，周建桥，韩森，宋显志，刘东华，夏光明，
申请(专利权)人：湖南省冶金材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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