[发明专利]一种重载齿轮表面复合梯度涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种重载齿轮表面复合梯度涂层，其特征在于：包括位于基体(A)表面的底层(B)，位于底层(B)表面的过渡层(C)，以及位于过渡层(C)表面的面层(D)组成，底层(B)的材料为Ni25镍基自熔合金属粉末，过渡层(C)的材料为Ni60镍基自熔合金属粉末，面层(D)的材料为Ni60/WC-Cr₃C₂-RE-Ni镍基复合金属粉末；重载齿轮表面复合梯度涂层是采用超音速等离子喷涂底层(B)、过渡层(C)以及面层(D)，然后对底层(B)、过渡层(C)以及面层(D)进行真空重熔制成的。

2.根据权利要求1所述的重载齿轮表面复合梯度涂层，其特征在于：所述的Ni25镍基自熔合金属粉末的粒度150-300目，且按重量百分比计，Ni25镍基自熔合金属粉末包括70％-85％的Ni，5％-10％的Cr，≤0.2％的C，1.0％-2.0％的B，2.0％-3.5％的Si以及≤4％的Fe，Ni25镍基自熔合金属粉末中Ni、Cr、C、B、Si以及Fe的质量百分比之和为100％。

3.根据权利要求1所述的重载齿轮表面复合梯度涂层，其特征在于：所述的Ni60镍基自熔合金属粉末的粒度150-300目，且按重量百分比计，Ni60镍基自熔合金属粉末包括60％-80％的Ni，7％-17％的Cr，0.2％-1.1％的C，1.5％-4.0％的B，2.0％-5.0％的Si以及≤5％的Fe，且Ni60镍基自熔合金属粉末中的Ni、Cr、C、B、Si以及Fe的质量百分比之和为100％。

4.根据权利要求1所述的重载齿轮表面复合梯度涂层，其特征在于：所述的Ni60/WC-Cr₃C₂-RE-Ni镍基复合金属粉末是以Ni60镍基自熔合金为基，加入WC-Cr₃C₂-RE-Ni合金粉混合而成的，其特征在于：所述的镍基复合金属粉末的粒度150-300目，按重量百分比计，镍基复合金属粉末包括60％-80％的Ni、9％-18％的Cr、1.2％-2.3％的C、0.9％-3.0％的B、1.0％-3.0％的Si、5％-12％的W、0.2％-0.5％的RE以及≤3％的Fe，且镍基复合金属粉末中的Ni、Cr、C、B、Si、W、RE以及Fe的质量百分比之和为100％。

5.根据权利要求1所述的重载齿轮表面复合梯度涂层，其特征在于：所述的底层(B)的厚度为100～150μm，过渡层(C)的厚度为100～150μm，面层(D)的厚度为200～300μm。

6.一种权利要求1～5所述的重载齿轮表面复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在基体(A)表面采用超音速等离子喷涂底层(B)，然后在底层(B)表面采用超音速等离子喷涂过渡层(C)，接着在过渡层(C)的表面采用超音速等离子喷涂面层(D)；

2)将底层(B)、过渡层(C)以及面层(D)进行真空重熔，在基体(A)表面得到重载齿轮表面复合梯度涂层。

7.根据权利要求6所述的重载齿轮表面复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中在基体(A)表面采用超音速等离子喷涂底层(B)、在底层(B)表面采用超音速等离子喷涂过渡层(C)以及在过渡层(C)的表面采用超音速等离子喷涂面层(D)的工艺参数是：电流320～390A、电压90～130V、主气Ar压力0.7～0.9MPa、辅气H₂压力0.6～0.8MPa、载体气N₂压力0.6～0.8MPa、送粉率25～40g/min、喷涂距离90～120mm。

8.根据权利要求6所述的重载齿轮表面复合梯度涂层的制备方法，其特征在于，所述的步骤2)中真空重熔时的真空度为1～0.01Pa，升温速率为5～10℃/min，加热温度为1045～1095℃，保温时间为5～15min。