[发明专利]一种多尺度颗粒增强的等离子堆焊铁基过共晶耐磨涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种多尺度颗粒增强的等离子堆焊铁基过共晶耐磨涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤a：基材(1)预处理：

对基材(1)表面进行清洁，并在烘箱中于150～200℃下烘干2.5～3.5h；

步骤b：复合粉末的配制及烘干：

按照质量百分比含量称量以下四种组分：铁基自熔性合金粉末48％～69％、微米Cr₃C₂粉末30％～50％、微米Ti粉末0.5％～1％、纳米Y₂O₃粉末0.5％～1％，将称好的粉末研磨使其均匀混合得到堆焊用复合粉末，然后将复合粉末置于烘箱中于150～200℃下烘干1.5～2.5h；

步骤c：制备涂层：

将烘干的复合粉末采用预置粉末法均匀地涂覆在基材(1)上，在基材(1)表面形成复合涂层(2)，然后在复合涂层(2)一端再预置一层铁基粉末浆料形成第一铁基涂层(3)，第一铁基涂层(3)的预置厚度与复合涂层(2)厚度一致，预置宽度与复合涂层(2)宽度一致；其中，第一铁基涂层(3)预置的具体操作为：向铁基自熔性合金粉末中加入丙酮作为溶剂，加入火棉胶作为粘结剂，充分搅拌均匀获得该铁基粉末浆料，火棉胶的加入量为5～6ml/100g铁基自熔性合金粉末，丙酮的加入量为10～15ml/100g铁基自熔性合金粉末；再将基材(1)置于烘箱中于150～200℃下烘干2～2.5h，然后利用等离子堆焊机对表面复合涂层(2)进行堆焊；

步骤d：后热处理：

将堆焊后的基材(1)置于150～200℃的保温炉中保温1.5～2.5h后随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的一种多尺度颗粒增强的等离子堆焊铁基过共晶耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤b中粉末混合时向复合粉末中加入无水乙醇作为溶剂进行研磨，无水乙醇的加入量为每小时10～15ml/100g复合粉末。

3.根据权利要求1所述的一种多尺度颗粒增强的等离子堆焊铁基过共晶耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤c中复合涂层(2)预置的具体操作为：向复合粉末中加入丙酮作为溶剂，加入火棉胶作为粘结剂，充分搅拌均匀获得浆料，然后将浆料均匀涂覆于基材(1)待堆焊表面，预置复合涂层(2)的厚度为2.5～3mm，宽度为20～25mm；其中，火棉胶的加入量为5～6ml/100g复合粉末，丙酮的加入量为10～15ml/100g复合粉末。

4.根据权利要求1所述的一种多尺度颗粒增强的等离子堆焊铁基过共晶耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤c中还包括第二铁基涂层(4)的预置，具体操作为：向铁基自熔性合金粉末中加入丙酮作为溶剂，加入火棉胶作为粘结剂，充分搅拌均匀获得铁基粉末浆料，然后在复合涂层(2)表面再预置一层该铁基粉末浆料形成第二铁基涂层(4)，其中，铁基自熔性合金粉末质量为预置复合涂层(2)所用的复合粉末总质量的1～3％，火棉胶的加入量为5～6ml/100g铁基自熔性合金粉末，丙酮的加入量为10～15ml/100g铁基自熔性合金粉末。

5.根据权利要求1所述的一种多尺度颗粒增强的等离子堆焊铁基过共晶耐磨涂层的制备方法，其特征在于：步骤c中粉末预置时将配置好的粉末浆料倒入预置模具的操作腔(7)中，然后用玻璃棒将操作腔(7)内的浆料碾平，使其均匀填充于操作腔(7)。

6.根据权利要求5所述的一种多尺度颗粒增强的等离子堆焊铁基过共晶耐磨涂层的制备方法，其特征在于：预置模具包括顶架(5)和侧架(6)，侧架(6)设置于顶架(5)的两端，侧架(6)和顶架(5)之间形成操作腔(7)，侧架(6)远离顶架(5)的端部均设置有溢流架(8)，溢流架(8)和侧架(6)之间通过连接臂(9)连接，两侧的溢流架(8)之间形成与操作腔(7)相连通的溢流腔。