[发明专利]一种利用等离子熔覆制备耐磨耐腐蚀复合涂层的方法

说明书

本发明公开了一种利用等离子熔覆制备耐磨耐腐蚀复合涂层的方法，具体包括以下步骤：S1.熔覆基体预处理；S2.将熔覆材料进行干燥处理；S3.将步骤S2的熔覆材料置于等离子熔覆送粉装置中，进行等离子熔覆后，即得所述耐磨耐腐蚀复合涂层；其中，步骤S1所述熔覆基体为45#钢；步骤S2所述熔覆材料为F322粉末和碳化钨粉末。本发明提供的方法解决了熔覆层容易开裂、变形的问题，从而有效改善熔覆涂层质量，且本发明的方法具有制备工艺简单、污染少、生产效率高和成本低等优点。

技术领域

本发明属于等离子增材制造技术领域，更具体地，涉及一种利用等离子熔覆制备耐磨耐腐蚀复合涂层的方法。

背景技术

45#钢价格低廉、加工性能好、综合性能高，在工业生产和国防建设中应用广泛，已经成为工业产品的重要材料，但在生产实践中，因长期处于磨损、疲劳以及腐蚀等恶劣的生产环境下，导致材料性能容易失效。失效形式大多发生在材料的表面，所以对45#钢基材的表面进行表面处理至关重要。

目前，常采用电镀、气相沉积、激光熔覆和等离子熔覆等方法制备表面涂层增强材料耐磨性及耐腐蚀性。与上述其他方法相比，等离子熔覆技术具有工艺过程简单、污染少、设备成本低等优点，且等离子熔覆技术生产效率约为激光熔覆的6～10倍，粉末利用率约为激光熔覆的2～4倍。因此，等离子熔覆技术制备涂层具有广阔的应用前景。

然而，等离子熔覆技术过程中，由于金属受热和冷却速度快，温度变化不均匀，将产生较大的残余应力，工件容易扭曲与开裂，而且多道搭接时出现涂层的变形、开裂等问题，导致熔覆层质量不稳定。因此，获得一种提高等离子熔覆涂层质量稳定性的方法非常重要。

另外，在冲击和磨粒磨损严重的工况条件下，现有单独采用的Ni基、Co基、Fe基等自熔合金作为熔覆材料制备的涂层已无法满足使用要求，而采用等离子熔覆技术在45#钢表面制备复合涂层尚未见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，提供一种利用等离子熔覆制备耐磨耐腐蚀复合涂层的方法。该方法以45#钢作为熔覆基体，以F322粉末和碳化钨粉末作为熔覆材料，采用等离子熔覆技术制备复合涂层，不但有效解决熔覆层质量不稳定、容易开裂与变形的问题，且制备工艺简单、污染少、生产效率高。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述制备方法制备得到的耐磨耐腐蚀复合涂层。本发明提供涂层硬度较高，在高温工作环境下，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用等离子熔覆制备耐磨耐腐蚀复合涂层的方法，具体包括以下步骤：

S1.熔覆基体预处理；

S2.将熔覆材料进行干燥处理；

S3.将步骤S2的熔覆材料置于等离子熔覆送粉装置中，进行等离子熔覆后，即得所述耐磨耐腐蚀复合涂层；

其中，步骤S1所述熔覆基体为45#钢；步骤S2所述熔覆材料为F322粉末和碳化钨粉末。

本发明以价格低廉、加工性能好、综合性能高的45#钢作为熔覆基体，以F322粉末和碳化钨粉末按特定比例的混合物作为熔覆材料，采用等离子熔覆技术在45#钢表面形成一层合金涂层，该涂层综合熔覆基体与熔覆材料的性能，采用两种特定粉末作为熔覆材料，改善单独使用Ni基、Co基、Fe基时的不足，制备得到的涂层具有硬度高、耐腐蚀性和耐磨性能好等特点。

进一步地，所述F322粉末和碳化钨粉末的质量比例为0～30：100～70。

进一步地，所述F322粉末的粒度为30～70μm，所述F322粉末由C、Cr、Ni、Si、W、Mo、B、Fe元素组成，含量分别为≤0.15％、21～25％、12～15％、4～5％、2～3％、2～3％、1.5～2％，Fe余量。