[发明专利]一种热喷涂用非晶涂层粉末

说明书

技术领域

本发明涉及高温环境中构件表面防护技术领域，特别涉及一种用于制备耐高温且防腐防磨的热喷涂防护涂层的粉末材料及含有该粉末形成涂层的制品。

背景技术

结构件表面由于长时间磨损造成结构件损伤甚至失效，因此会在结构件表面涂覆高硬耐磨材料。热喷涂是一种表面强化技术，指将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上，迅速冷却形成喷涂层的一种金属表面加工方法。热喷涂作为一种广泛应用的工业技术，成功应用于航空、航天、冶金、能源、交通、石油化工、机械、轻纺等工业部门,成效十分显著。碳化钨是热喷涂领域制备高耐磨层的重要原料粉末，碳化钨硬度高，与Fe、Ni基体润湿性好，因此常被用作热喷涂耐磨涂层使用。然而，热喷涂碳化钨涂层的主要缺点是抗高温氧化能力差，在500-800℃空气中操守严重氧化，即所谓“失碳”，此外，热喷涂碳化钨涂层形成表面空隙，造成致密度下降，从而耐腐蚀性也会降低。

非晶态合金简称非晶合金，又称为金属玻璃，具有长程无序、短程有序的亚稳态结构特征。与传统的晶态合金相比，非晶合金具备很多优异的性能，如高强度、高硬度、耐磨和耐腐蚀等，引起材料学界广泛的关注。非晶合金材料存在的问题是其制备工艺过程难以控制，在实际中很难制备大块非晶材料难以作为结构材料使用，而非晶材料形成涂层喷涂于金属材料表面可以发挥良好的耐磨、耐腐蚀性能。

非晶合金涂层是指通过表面工程技术在传统材料表面获得的一层非晶涂层，该涂层的应用可以大大提高传统表面硬度、耐蚀及耐磨性能，在材料表面改性领域具有十分巨大的潜在应用价值，尤其是成本相对低廉的铁基非晶合金涂层，具有优异的物理和化学性能，如超高的硬度和极佳的耐磨抗腐性能，因此在表面工程领域有广阔的应用前景。

热喷涂非晶涂层的核心技术难点在于热喷涂过程中，熔融的粉末不能被氧化，也不能超过晶化转变温度以上，而非晶粉末一般来说其中含有大量的易氧化的微量元素，申请号为201410406600.8的中国申请公布了一种表面改性的非晶合金粉末，其通过粉末表面改性的方法在非晶合金粉末表面包覆一层抗氧化的金属镀层，从而降低非晶合金粉末在热喷涂过程中的氧化程度，解决目前非晶合金粉末由于高温喷涂过程的氧化而导致的涂层性能降低的问题。申请号为201510566809.5的中国申请公布了一种用于锅炉炉内受热面的热喷涂非晶合金涂层方法，其中描述的主要为电弧喷涂所用的非晶涂层丝材，但是鉴于电弧喷涂所用的涂层致密度不高，其孔隙率约为5％，抗腐蚀效果有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新的热喷涂用非晶涂层粉末，可以兼顾热喷涂过程中元素氧化烧损和涂层致密度不够问题。

为解决以上技术问题，本发明所采用如下技术方案：

一种防腐耐磨合金粉末，该粉末用于实施在基体上形成防护涂层，所述防腐耐磨合金粉末由非晶合金组成，以原子百分比计，所述非晶合金的组分为：Cr 14at％-18at％，Fe 2at％-8at％，C≤2at％，Co 5at％-10at％，B 5at％-8at％，0＜Y≤3at％，Mo 12at％-16at％，余量为Ni。

进一步优选地，所述的防腐耐磨合金粉末粒度均低于150μm。

进一步优选地，所述的防腐耐磨合金粉末以原子百分比计，所述粉末的组分为：Cr 15％-17％，Fe 3％-7％，C≤2％，Co 5％-8％，B 6％-8％，0＜Y≤3％，Mo 12％-15％，余量为Ni。

进一步优选地，所述的防腐耐磨合金粉末以原子百分比计，所述粉末的组分为：Cr 14％-18％，Fe 3％-6％，C 0.5-1.8％，Co 6％-9％，B 6％-7.5％，Y 1-3％，Mo 12％-14％，余量为Ni。

进一步优选地，所述的防腐耐磨合金粉末以原子百分比计，所述粉末的组分为：Cr 16％，Fe 6％，C≤1％，Co 7％，B 6％，0＜Y≤3％，Mo 14％，余量为Ni。

一种制备如上所述的防腐耐磨合金粉末的方法，采用高能机械球磨工艺制备，具体包括以下步骤：

(1)混粉：首先将Ni粉、Cr粉、Fe粉、Mo粉、Co粉、C粉、B粉和Y粉按相应的原子百分比进行配料，然后将粉末在混粉机中干混至均匀；