[发明专利]一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法

权利要求书

1.一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将耐磨粉末与金属粉末按质量比1:(5～10)混合均匀，得到熔覆粉末，所述耐磨粉末为碳化钨粉末、碳化钛粉末、立方氮化硼粉末或金刚石粉末，所述金属粉末为铁粉、钴粉、镍粉或钛粉；

步骤二、采用同步送粉的方式，按照预设的网格状扫描轨迹，在气压为0.01MPa～1MPa的氩气保护气氛下，将步骤一中所述熔覆粉末在金属基体(3)表面进行激光熔覆，形成多条横纵交叉的熔覆带(1)，多条横纵交叉的熔覆带(1)构成呈网格状结构的熔覆骨架；所述激光熔覆的激光功率为100W～10KW，光斑直径为0.1mm～6mm，送粉率为1g/min～40g/min，扫描速度为20mm/s～30mm/s；

步骤三、采用等离子喷涂工艺、涂覆工艺或化学复合镀工艺向步骤二中具有熔覆骨架的金属基体(3)表面填充润滑相(2)，打磨抛光后在金属基体(3)表面得到减摩耐磨涂层；

所述涂覆工艺的具体过程为：

步骤1.将润滑剂粉末和环氧树脂在温度为90℃～110℃的条件下混合均匀，然后加入固化剂搅拌均匀，得到涂覆胶体；所述润滑剂粉末和环氧树脂的质量比为1:(5～8)，所述润滑剂粉末为六方氮化硼粉末或二硫化钼粉末，所述固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑；

步骤2.将步骤1中所述涂覆胶体均匀涂覆于具有熔覆骨架的金属基体(3)表面，固化后得到润滑相(2)。

2.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述熔覆带(1)的宽度为0.5mm～6mm，所述熔覆带(1)的高度为50μm～1200μm。

3.按照权利要求1或2所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤二中相邻两条熔覆带(1)之间的距离为所述熔覆带(1)宽度的1～5倍。

4.按照权利要求1或2所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤三中所述润滑相(2)的厚度不小于所述熔覆带(1)的高度。

5.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，所述等离子喷涂工艺的具体过程为：

步骤1.将润滑剂粉末和喷涂粉末按质量比1:(5～10)混合均匀，得到混合粉末，所述润滑剂粉末为六方氮化硼粉末或石墨粉末，所述喷涂粉末为镍粉或铁粉；

步骤2.采用等离子喷涂设备将步骤1中所述混合粉末喷涂于具有熔覆骨架的金属基体(3)表面，自然冷却至室温后得到润滑相(2)，所述等离子喷涂设备的工作电流为600A～800A，工作电压为25V～35V，氩气流量为0.5L/s～1L/s，氢气流量为0.5L/s～1L/s，载气流量为0.1L/s～0.2L/s，送粉率为3g/min～5g/min，喷涂距离为90mm～110mm，喷枪移动速度为350mm/s～450mm/s。

6.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，所述化学复合镀工艺的具体过程为：将表面具有熔覆骨架的金属基体(3)置于渡液中进行化学复合镀处理，在金属基体(3)表面形成润滑相(2)；所述渡液中的组分为：硫酸镍25g/L～35g/L，次亚磷酸钠25g/L～35g/L，柠檬酸钠15g/L～25g/L，纳米氟化钙210g/L～220g/L，十二烷基硫酸钠0.5g/L～1g/L，所述渡液的pH值为4～5，渡液的温度为80℃～90℃，化学复合镀处理的时间为30min～60min。

7.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述激光熔覆的激光功率为1000W～5000KW，光斑直径为0.5mm～2mm，送粉率为5g/min～20g/min，扫描速度为20mm/s～25mm/s。

8.按照权利要求7所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，所述激光熔覆的激光功率为3000W，光斑直径为1mm，送粉率为15g/min，扫描速度为20mm/s。