[发明专利]一种沉淀硬化不锈钢表面的类三明治结构强化涂层

权利要求书

1.一种沉淀硬化不锈钢表面的“类三明治结构”强化涂层，其特征在于：所述强化涂层包括表面高硬层、功能性软化层和基底硬化层，具有“硬－软－硬”的“类三明治”夹心结构特征，所述表面高硬层厚度在10~80μm，所述功能性软化层厚度在1μm~100μm，所述基底硬化层厚度在10μm~6mm；所述的基底硬化层与沉淀硬化不锈钢基体结合；

所述沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层的制备方法包括如下步骤：

（1）对沉淀硬化不锈钢表面待处理区域进行表面清洁处理；

（2）在步骤（1）处理后的沉淀硬化不锈钢表面待处理区域预置特殊增强材料粉末和粘结剂的混合物，根据表面几何构形进行激光辐照，在激光作用过程中采用保护性气氛对激光作用区进行保护，随后对激光作用区进行热处理，热处理温度为300~690℃，保温时间为15min~6小时，然后在空气中冷却，从而在沉淀硬化不锈钢表面获得强化涂层；所述特殊增强材料粉末是下列三类物质混和得到的混和粉末：①单质或合金、②金属氧化物、③碳化物和/或硼化物和/或氮化物，所述的单质选自下列一种或者任意几种的组合：Ti、W、Co、Cr、Ni、Mo、Fe、Si、B，所述的合金选自下列任意两种以上金属形成的合金：Ti、W、Co、Cr、Ni、Mo、Fe，所述的金属氧化物为对红外激光及可见光波段激光具有良好吸收效果的金属氧化物，所述的碳化物或硼化物或氮化物为在500~4000℃能够参加熔池反应并提供B和/或C和/或N元素的化合物，或者所述的碳化物或硼化物或氮化物分别为可作为增强相的金属碳化物或金属硼化物或金属氮化物；以特殊增强材料粉末和粘结剂的混合物质量为100%计，其中单质或合金的质量百分比在2~95％之间，金属氧化物的质量百分比在0.1~80%之间，碳化物和/或硼化物和/或氮化物的质量百分比在0.1~80%之间，并且粘结剂的质量百分比≦80%。

2.如权利要求1所述的沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层，其特征在于：以特殊增强材料粉末和粘结剂的总质量为100%计，其中单质或合金的质量百分比为5~30％，金属氧化物的质量百分比为20~60％，碳化物和/或硼化物和/或氮化物的质量百分比为10~50％，粘结剂的质量百分比为10~50％。

3.如权利要求2所述的沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层，其特征在于：以特殊增强材料粉末和粘结剂的总质量为100%计，其中单质或合金的质量百分比为5~21％，金属氧化物的质量百分比为20~40％，碳化物或硼化物或氮化物的质量百分比为15~45％，粘结剂的质量百分比为16~30％。

4.如权利要求1~3之一所述的沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层，其特征在于：所述的金属氧化物选自下列一种或任意几种的组合：Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、MgO₂、稀土氧化物。

5.如权利要求1~3之一所述的沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层，其特征在于：所述的碳化物选自下列一种或任意几种的组合：WC、TiC、Cr₃C₂；所述的硼化物选自下列一种或任意几种的组合：BN、TiB、TiB₂；所述的氮化物为TiN。

6.如权利要求1~3之一所述的沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层，其特征在于：所述的粘结剂为胶水、纤维素或环氧树脂。

7.如权利要求1~3之一所述的沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层，其特征在于：根据表面几何构形选择一定经整形后的光束进行激光处理，所述的经整形后的光束为矩形光斑、圆形光斑或环形光斑光束；采用矩形光斑时，焦点处光斑尺寸在5mm×0.2mm~60mm×20mm之间；采用圆形光斑时，焦点处光斑直径在0.5mm~60mm之间；采用环形光斑时，焦点处光斑内直径不小于0.5mm，外直径不大于60mm。

8.如权利要求7所述的沉淀硬化不锈钢表面的强化涂层，其特征在于：所述的激光处理的工艺参数如下：采用激光连续辐照，激光功率≥300W，激光功率密度≥10⁴W/cm²，扫描速度≥0.01m/min，多道扫描时搭接量5~90％；或者采用激光脉冲辐照，脉冲能量≥5J，脉冲频率≥1Hz，脉宽0.2ms~200ms，多道扫描时搭接量5~90％。