The invention provides a novel high impact toughness of amorphous composite coating and preparation method thereof, wherein the composite coating consists of a Fe based amorphous alloy coating and a coating of amorphous metal interaction are superposed, direct contact of amorphous metal coating and the substrate, the outermost layer of composite coating for Fe based amorphous alloy coating; combination of amorphous coating the interface of non crystalline coatings and composite coatings, there is no continuous pore; composite coating by HVOF technique; composite coating and the metal substrate with high bonding strength; impact toughness of composite coating is much higher than that of single-phase Fe based amorphous alloy coating. The composite coating of the invention can obtain a large area coating on various metal substrate surface, corrosion resistant equipment and component surface treatment in the ship deck, oil and gas field development, petrochemical, hydropower and other fields has a wide application prospect.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型高冲击韧性非晶基复合涂层以及制备该复合涂层的技术方法,属于复合涂层领域。
技术介绍
非晶合金是近年来发展起来的一种兼具结构与功能一体化的新型亚稳态金属材料。该类合金(以低成本铁基非晶体系为主)通过热喷涂技术涂覆在各类金属基体表面,可大幅提高材料的使用寿命和服役性能,如抗腐蚀、耐磨耗、磁屏蔽以及抗辐照性能等。因此,铁基非晶涂层自上世纪末被日、美等发达国家开发出来后,由于其优异的性能引起在世界范围内的广泛关注。这类涂层被认为在船舰甲板、核废料储存、石油/天然气传输管道、隧道挖掘机械等诸多装备的表面工程领域有着潜在的应用前景。超音速火焰喷涂(HVOF)是上世纪80年代出现的一种喷涂技术,主要通过燃烧室末端的拉瓦尔曲线设计,使得燃烧室压力增加,在喷口处的火焰流及喷涂粉末可获得数倍于音速的速度。超音速粉末在金属基体上沉积可获得孔隙率低、厚度达数厘米、且性能优异的涂层,已在诸多工业领域获得广泛应用。超音速喷涂所用的金属粉末材料大多采用气体雾化技术获得,气体雾化法是利用高速气流和高速度冲击液态金属流,使其雾化成小液滴,随后凝固成粉末。所获得的粉末尺寸分布比较集中,球形度好,目前热喷涂用的非晶合金粉末大多采用气体雾化法制得。单相非晶合金涂层由于其原子长程无序的结构特征(缺少变形单元),在外加载荷作用下往往表现出脆性断裂失效。在冲击载荷条件下,非晶合金涂层易与基材剥离,或发生涂层内部断裂,这在很大程度上限制了非晶合金涂层的应用范围。在铁基非晶合金涂层基体中加入一定的陶瓷颗粒第二相形成非晶基复合涂层,可在一定程度上改善涂层与基体的结合强度以及抵 ...
【技术保护点】
一种新型高冲击韧性非晶基复合涂层,其特征在于:所述复合涂层由一种铁基非晶合金涂层与一种晶态金属涂层交互叠加构成,其中与金属基材直接接触的一层为所述晶态金属涂层,所述复合涂层最外层为铁基非晶涂层。
【技术特征摘要】
1.一种新型高冲击韧性非晶基复合涂层,其特征在于:所述复合涂层由一种铁基非晶合金涂层与一种晶态金属涂层交互叠加构成,其中与金属基材直接接触的一层为所述晶态金属涂层,所述复合涂层最外层为铁基非晶涂层。2.根据权利要求1中所述的复合涂层,其中,所述铁基非晶合金涂层为单一非晶态或含少量晶化相的非晶态,其以超声雾化技术制备的非晶态合金粉末为原料,采用超音速火焰喷涂技术制备而成,所述非晶态合金粉末由下述元素和不可避免杂质组成(以原子百分比计): 3.根据权利要求1或2所述的复合涂层,其中,所述晶态金属涂层材料为纯金属材料Ni, Al, Co 和 Cu 之一,或为合金材料 NiAl,NiCrAl,NiCrAlY, CoCrAlY 和 NiCoCrAlY 之一。4.根据权利要求3所述的复合涂层,其中,通过以超声雾化、化学合成或物理合成技术制备晶态金属粉末,然后采用超音速火焰喷涂技术制备所述晶态金属涂层。5.根据权利要求1或2所述的复合涂层,所述晶态金属涂层与所述铁基非晶合金涂层具有紧密结合的层间界面。6.根据权利要求3所述的复合涂层,其中,所述铁基非晶合金涂层厚度为30-500μπι,所述晶态金属涂层厚度为30-200 μ m。7.根据权利要求3所述的复合涂层,其中,所述铁基非晶...
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