[发明专利]采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法

权利要求书

1.采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法，其特征在于它的制备工艺步骤为：

（1）、对基体表面预处理：

对需制备梯度涂层的基体表面进行喷砂处理或手持砂轮进行打磨处理，然后用丙酮清洗表面，并烘干；

（2）、材料组成设计：

设计梯度涂层的层数为N层（1≤N≤10），按质量百分比，每层中两种组分的比例设计为：从第一层至第N层，WC-Ni粉末按线性递增为10%、20%、30%、···(N*10)%；同时，Ｆｅ基体粉末按线性递减为90%、80%、70%、···(10-N)*10%；

（3）、粉末供给：

采用双筒送粉系统供粉，并通过三通混合，最后进入可同轴送粉的熔覆喷枪；

即把WC-Ni粉末与Fe粉末分别装入双筒供粉系统，按步骤2设计的混合比例调整每层WC-Ni与Fe粉末的送粉量，双筒里的WC-Ni与Fe粉末在氩气流作用下分别进入一个Y形三通管，并从Y形管另一端流出，再进入连接Y形三通管与熔覆枪的管路，最后送入熔覆枪；

（4）、熔覆层尺寸控制：

利用等离子弧对混合后的粉末加热熔化，熔覆枪由三轴数控装置+摆动装置控制，可实现线性行走的同时横向摆动熔覆枪，待制备涂层的基体固定于可旋转或行走的装置，通过控制熔覆枪与基体各自的运动速度和轨迹来控制梯度涂层的高度、厚度及宽度尺寸；

（5）、粉末熔化与凝固：

设置好电流、电压、熔覆枪移动速度和轨迹后，开启保护气→供粉→起弧→摆动→行走，对第一层梯度涂层（WC-Ni为10%、Fe 为90%）进行制备；第一层冷却凝固后，用钢丝刷清理表面层；并依第二层涂层组分设计比例（WC-Ni为20%、Fe为80%），调节供粉量、喷枪移动、摆动速度、摆动幅度、电流、电压，进行第二层的制备；重复上述步骤依次完成其余层的制备。

2.根据权利要求1所述的采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法，其特征在于所使用熔覆设备包括：双筒送粉器、等离子弧电源、三通管接头、同轴送粉熔覆枪、可控制弧枪摆动与行走得装置以及控制基体旋转与行走的装置。

3.根据权利要求1所述的采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法，其特征在于：所述步骤（2）中利用三通管接头对双粉末进行混合，并利用粉末流动过程中在连接管道内的相互作用，达到均匀混合的目的。

4.根据权利要求1所述的采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法，其特征在于：所述步骤（2）中梯度涂层中粉末的混合比例是由基体粉末占多数逐渐过渡为增强相占多数，来缓和金属和陶瓷之间因热物理性能差别较大而形成较大的热应力，减少涂层开裂倾向。

5.根据权利要求1所述的采用等离子熔覆法制备Fe基WC-Ni梯度涂层的方法，其特征在于：所述步骤（3）中粉末的熔化热源是采用等离子弧，且单层涂层的尺寸是通过弧枪的摆动与行走速度控制，熔覆枪采用同轴送粉。