[发明专利]一种WC颗粒增强复合涂层

权利要求书

1.一种WC颗粒增强复合涂层，制备原料包括：选择尺寸为100mm×60mm×30mm的Ti6Al4V 合金作为基材，沉积用材料为球形Ti6Al4V粉(粒度为44-100μm)和WC粉末(粒度为40-110μm)混合粉末。

2.根据权利要求1所述的WC颗粒增强复合涂层，其特征是WC颗粒增强复合涂层的制备步骤为：用砂纸打磨掉基材氧化层，用酒精清洗去除基材表面杂质，将两种粉末分别放入送粉器的两个料仓，通过控制不同粉仓的送粉速率，使各沉积层组分按一定规律改变，WC的质量分数从第一层的0增至最后一层为20%，成形层数为6层，每层1mm，将基板和粉末在150℃真空干燥机中烘干5h，实验用激光器为5kW功率CO₂横流激光器，惰性气体动态保护系统的真空度可达10^-2Pa，充纯度为99.99%氩气，氧气含量<5×10^-5，激光加工工艺参数为激光功率1800-2100W，焦距300mm，扫描速度2-10mm/s，同轴送粉速度3g/min，多道搭接率33%，载气压力0.2MPa，载气流量3L/min。

3.根据权利要求1所述的WC颗粒增强复合涂层，其特征是WC颗粒增强复合涂层的检测步骤为：采用SSX-550型扫描电镜(SEM)和OLYMPUS-DP71型光学显微镜(OM)分析梯度复合涂层的组织，用MVK-300型显微硬度计检测试样硬度，压头为正四棱锥金刚石，载荷砝码为100g，实验力保持时间20s，磨损实验在SRV-3摩擦磨损实验机上进行，对磨副为GCr15钢球，条件为室温大气干滑动摩擦磨损，用试样的磨痕体积来表征涂层的耐磨性能，实验时将试样表面研磨平整、清洗后将基材和试样分别粘贴在厚度为5mm的实验机自带圆柱体上表面中心位置。

4.根据权利要求1所述的WC颗粒增强复合涂层，其特征是采用激光沉积成形工艺制备了以WC颗粒为增强相的复合材料涂层，微观组织分析发现WC颗粒均匀弥散分布于Ti6Al4V基体上，WC颗粒呈现部分熔解状态，在与钛合金的基体的界面中发现生成的TiC相，表明二者是冶金结合，显微硬度分析显示涂层硬度呈现梯度上升趋势，硬度保持在HV390-460之间，由于未熔WC颗粒和生成的TiC弥散强化及激光沉积基体组织的细晶强化作用，基材耐磨性均得到了显著提高，在室温大气干摩擦条件下，涂层和基材的磨损体积比为1/55.2，涂层的磨损机制以磨粒磨损为主，伴随着少量的粘结剥落，为了改进Ti6Al4V钛合金的耐磨性能，采用高硬度、高熔点的WC颗粒作为钛基耐磨复合涂层的增强相，在基材表面上制备良好冶金结合的涂层，通过控制材料组成构成实现其微观组织的梯度分布，从而消除传统复合材料宏观界面，实现基材与涂层材料的连续过渡，使材料性能呈梯度变化。