[发明专利]一种陶瓷增强型镍基复合涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了陶瓷增强型镍基复合涂层及其制备方法，本发明采用激光熔敷将非粉末状含镍合金原料和陶瓷粉熔敷在基体材料上，在基体材料上形成陶瓷增强型镍基复合涂层，其中非粉末状含镍合金原料中镍的质量百分含量≥30％。本发明提供的方法，熔敷过程采用非粉末状含镍合金原料和陶瓷粉，避免采用激光熔炼常规原材料合金粉末，进而避免在熔敷过程中容易产生气孔和裂纹所造成的组织不完整，降低涂层的耐蚀性。本发明实施例的结果表明，按照本申请技术方案得到的复合涂层没有裂纹和孔隙，组织完整。

技术领域

本发明属于复合涂层技术领域，尤其涉及一种陶瓷增强型镍基复合涂层及其制备方法。

背景技术

激光熔敷技术通过在基材表面添加熔敷材料，利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝，在基层表面形成与基层为冶金结合的熔敷表面涂层，是一种具有能量密度高、热输入低、冷却速度快等优点的表面改性技术，已经被广泛应用于航空航天领域。

当前的激光熔敷研究中广泛采用金属基合金粉末作为熔敷用材料，但是金属合金粉末的使用，由于粉末颗粒的致密性以及激光熔敷过程中的不稳定性，在熔敷过程中容易产生气孔和裂纹，造成组织不完整，降低涂层的耐蚀性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种陶瓷增强型镍基复合涂层及其制备方法，本发明提供的制备方法能够有效降低熔敷层内部的气孔和裂纹的产生，得到的复合涂层耐蚀性能良好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种陶瓷增强型镍基复合涂层的制备方法，采用激光熔敷将非粉末状含镍合金原料和陶瓷粉熔敷在基体材料上，在基体材料上形成陶瓷增强型镍基复合涂层，所述非粉末状含镍合金原料中镍的质量百分含量≥30％。

优选的，所述非粉末状含镍合金为含镍合金焊丝；所述含镍合金焊丝中镍的质量百分含量≥55％。

优选的，所述非粉末状含镍合金原料和陶瓷粉同时送入激光熔敷区域；所述含镍合金焊丝的送入速度为2～2.8m/min，所述含镍合金丝的直径为0.8～1.6mm；所述陶瓷粉的送入速度为3～7g/min。

优选的，所述陶瓷粉送入方向与基体材料所在平面成30～50度；所述含镍合金的送入方向与基体材料所在平面垂直。

优选的，所述陶瓷粉的粒径为6～10μm，所述陶瓷粉为TiC粉、WC粉、TiB粉或Cr₃C₂粉。

优选的，所述激光熔敷的功率为1400～2800W，激光熔敷的扫描速度为0.28～0.42m/min。

优选的，所述激光熔敷的光束为圆形，所述光束的直径为0.2～0.4mm。

优选的，所述基体材料为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢或低碳合金钢。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的陶瓷增强型镍基复合涂层，包括含镍奥氏体相和分布在含镍奥氏体相中晶粒的晶界处的陶瓷增强相。

优选的，所述含镍奥氏体相和陶瓷增强相的体积比为3:1。

本发明提供了陶瓷增强型镍基复合涂层的制备方法，采用激光熔敷将非粉末状含镍合金原料和陶瓷粉熔敷在基体材料上，在基体材料上形成陶瓷增强型镍基复合涂层，其中非粉末状含镍合金原料中镍的质量百分含量≥30％。本发明提供的方法，熔敷过程采用非粉末状含镍合金原料和陶瓷粉，避免采用激光熔炼常规原材料合金粉末，进而避免在熔敷过程中容易产生气孔和裂纹所造成的组织不完整，降低涂层的耐蚀性。本发明采用丝粉混合的熔敷方式，保证熔敷层的优异性能的同时由于送丝熔敷本身的高效率和高铺展性优势，能够显著提高熔敷层的组织完整性。本发明实施例的结果表明，按照本申请技术方案得到的复合涂层没有裂纹和孔隙，组织完整。

附图说明