[发明专利]一种钼基合金涂层及具有该合金涂层的基体

说明书

本发明公开了一种钼基合金涂层及具有该合金涂层的基体，属于合金涂层领域。该涂层的化学成分及其质量百分比为：Cu：5‑30％，Zr：0.07‑0.16％，Ti：0.4‑0.6％，C：0.01‑0.08％，余量为Mo和不可避免的杂质。该基体的表面烧结有上述涂层，基体与涂层之间具有一层金属中间层。该涂层在具备耐高温性能的同时，能够很好地在低熔点基体上进行烧结，与基体的结合强度高，且耐磨性能较佳。

技术领域

本发明属于合金涂层领域，更具体地说，涉及一种钼基合金涂层及具有该合金涂层的基体。

背景技术

由于钼具有熔点高、高温性能好、导电导热及抗热震性能优、抗磨损性能和抗腐蚀性能强等优点，广泛应用于冶金、机械、石油、化工、电子和核工业等诸多领域。但由于其低温脆性和高温抗氧化能力差等原因，限制了其作为结构材料的使用范围。为了解决这个问题，人们通常会将其合金化来提高其性能。

钼合金是以钼为基体，加入其他元素而构成的有色合金，具有优异的高温力学性能、低的热膨胀系数和高的导电热系数，是非常具有应用前景的难熔金属材料之一，被广泛用作高温结构材料和功能材料。

如中国专利申请号为：CN201810142431.X，公开日为：2018年7月27日的专利文献，公开了一种二硅化钼复合涂层及其制备方法，利用等离子弧喷焊技术，以B、Al、Cr合金元素改性的二硅化钼复合粉末或ZrB2、SiB6、LaB6颗粒增强的二硅化钼复合粉末为喷焊粉末，在金属钼、铌、钽及其合金材料表面制备0.5～6mm厚的二硅化钼复合涂层。该发明一种二硅化钼复合涂层的制备方法制备的二硅化钼复合涂层在900℃～1700℃的大气气氛中具有优异的高温抗氧化性能，为难熔金属零部件提供了长寿命的有效防护。该发明提供的工序简单、涂层成分设计灵活、生产效率高、成本适中，具有推广应用价值。

又如中国专利申请号为：CN201810073849.X，公开日为：2018年8月14日的专利文献，公开了一种固体自润滑钼涂层及其制备方法，属于固体自润滑涂层技术领域。该发明采用等离子弧喷焊技术，以球形金属纯钼粉为喷焊金属，在铁基工件表面熔敷1-5mm的金属钼涂层。所制备钼涂层在大气气氛下，从室温到800℃的宽温域范围内具有优良的固体自润滑效应，可显著降低高温、高速运转中的机械零部件的磨损，延长其使用寿命。该发明发展了一种新型固体自润滑涂层，可明显降低能源消耗与材料损失，且制备工艺简单、涂层成分可控、成本低廉，具有重要的工业应用前景。

上述两个方案均是制备含钼涂层，但是其均是通过等离子弧喷焊技术将含钼粉末在基体上熔敷含钼涂层。而近年来，发展起来了一种新的快速烧结技术，即放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering，SPS)。该技术将等离子活化、热压、电阻加热融为一体，具有操作简单、烧结温度低、升温速度快、烧结时间短、安全可靠、节能环保等特点。该技术利用脉冲能、放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场来实现烧结过程，对于制备优质高效、低耗低成本的材料具有重要意义，在纳米材料、功能材料、复合材料等的制备中显示了极大的优越性，现已广泛用于硬质金属、特种陶瓷、纳米材料、非晶块材、复合材料、功能梯度材料等一系列新型材料的制备。目前，国内外正在尝试将SPS技术运用到涂层制备上，因为SPS技术在涂层材料制备上的突出优点包括以下几个方面：(1)可以应用于复杂形状的试样，在模具中填充耐高温的粉体，将试样埋入进行烧结，可以得到复杂的外形；(2)通过压力、压缩量的控制以及烧结时间、烧结温度的控制可以得到合理的孔隙率；(3)成分梯度可以方便得到。这是其它方法诸如激光熔覆、化学沉积和上述等离子弧喷焊等所难以实现的。

然而，该技术在涂层制备中，很难在低熔点基体上制备耐高温涂层，当对金属粉末和基体进行烧结粘接时，如果温度过高则会导致低熔点基体融化，影响母材质量和结合强度，如果温度过低又会导致涂层的烧结程度很低，涂层很薄，根本无法满足使用要求。

发明内容

1、要解决的问题