[发明专利]激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料及其制备方法，其中，激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料的制备方法包括如下步骤：S1，选择金属材料作为基体，对所述基体表面进行打磨，清洗；S2，在打磨清洗后的所述基体表面熔覆一层打底熔覆层；S3，选择V粉和C粉作为熔覆材料，按照V粉和C粉质量比为(3：1)～(11：2)进行混合形成熔覆粉末，通过粘结剂将所述熔覆粉末涂覆于所述基体的打底熔覆层表面以形成预置涂层；S4，以激光束作为热源，对所述预置涂层进行激光熔覆处理以形成陶瓷熔覆层,得到VC陶瓷增强铁基复合材料。本发明实施例的激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料具有耐热、耐蚀、耐磨、高硬度等优良性能。

技术领域

本发明涉及材料化学技术领域，具体地，涉及一种激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料及其制备方法。

背景技术

早在上世纪80年代末，美国商业部就将表面工程技术列为影响21世纪人类生活的七大关键技术之一，与生命科学技术、信息技术、计算机科学技术、新材料技术、新能源技术和先进制造技术并列。近年来，我国也非常重视激光表面工程技术，此技术的出现拓宽了表面改性技术的领域，尤其是在制备抗磨损熔覆层方面表现出了极大潜力，成为了表面工程领域研究的热点。目前，激光表面改性技术主要用于机械、冶金、汽车、农机、石油、纺织机械行业中的部件及配件等。在现有的材料中，金属材料硬质合金虽然有高强度、韧性好等优点，但它不耐高温、耐腐蚀性较差；而陶瓷材料硬度高，耐磨性好，但它的韧性不够，容易开裂。

随着科学的不断发展，人们对于材料的要求和性能越来越高，传统单一的匀质材料已难以满足实际生产的需要。由于零部件的破坏往往从表面开始，表面的局部破坏又会导致零件的整体失效。

激光熔覆英文名为Laser cladding，也称激光涂覆，通过在基材表面添加熔覆材料，利用高能量密度激光束将不同成分和性能的合金与基材表层快速熔化，且在基材表面形成与基材具有完全不同成分和性能的熔覆层。作为激光表面改性技术之一的激光熔覆技术，适合于各类金属的表层改性和修复。激光熔覆技术能保持原涂层成分，仅在重熔区与基体的交界处存在很有限的相互扩散区，而此扩散区正是实现熔覆层与基体的冶金结合所必须的。同时，激光熔覆技术能把高性能的熔覆粉末涂覆于普通基体材料表面，从而获得优异特性的表面熔覆层，如耐热、耐蚀、耐磨、抗冲击等优良性能的熔覆层。然而现有的零部件因其表面熔覆材料的单一，使得应用激光熔覆技术的修复零部件的过程中零部件表面经常会出现裂纹、涂层不均匀等问题。因此，开发耐热、耐蚀、耐磨、高硬度、力学性能好的新型复合材料是势在必行的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料的制备方法。

本发明还提出一种根据上述所述激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料的制备方法制得的激光反应VC陶瓷增强铁基复合材料。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的激光反应熔覆VC陶瓷增强铁基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1，选择金属材料作为基体，对所述基体表面进行打磨，清洗；

S2，在打磨清洗后的所述基体表面熔覆一层打底熔覆层；

S3，选择V粉和C粉作为熔覆材料，按照V粉和C粉质量比为(3：1)～(11：2)进行混合形成熔覆粉末，通过粘结剂将所述熔覆粉末涂覆于所述基体的打底熔覆层表面以形成预置涂层；

S4，以激光束作为热源，对所述预置涂层进行激光熔覆处理，以得到陶瓷熔覆层，通过所述基体、所述打底熔覆层及所述陶瓷熔覆层形成所述VC陶瓷增强铁基复合材料。

进一步地，所述步骤S3中，所述V粉和C粉的质量比为17:4。

优选地，所述步骤S4中，所述激光的扫描速度为1.0mm/s～2.0mm/s。