[发明专利]一种纯镍表面激光熔覆复合涂层及其制备方法

说明书

本发明属于材料表面工程领域，公开了一种纯镍表面激光熔覆复合涂层及其制备方法，由按原子百分比计的元素Ni 20％‑46％、Mo 10％‑38％和Si 20％‑45％组成，包含由MoNiSi、Mo₆Ni₅Si₂、Ni₂Si和Ni₃₁Si₁₂组成的强化相和γ‑Ni增韧相，将Ni、Mo和Si粉末球磨混合，以及纯镍基体表面打磨清洁处理，所得混合粉末涂覆于纯镍基体表面制备预涂覆层后，在保护气体作用下激光熔覆，制备方法简单、工艺可控度高，所得复合涂层组织细小均匀，有效提高熔覆层平均硬度，最高可达1016HV，韧性好，减少熔覆层的脆性断裂和增强基体的抗变形能力，用于零件表面改性或修复。

技术领域

本发明属于材料表面工程领域，特别涉及一种纯镍表面激光熔覆复合涂层及其制备方法。

背景技术

激光熔覆是一种先进的表面改性技术，利用高能激光束使添加在表面的金属基材料及基材表面薄层熔化，形成具有特殊功能及低稀释率并且与基材结合为冶金结合的涂层，从而在金属工件表面获得具有耐磨、耐腐蚀、抗氧化和耐高温等优异性能的技术。与常规热处理相比，激光熔覆能够进行局部处理，而且具有工件变形小、冷却速度快、工作效率高、合金元素消耗少、不需要淬火介质、清洁无污染、易于实现自动化等优点，具有很好的发展前景。

纯镍是银白色的金属，晶体结构为面心立方，具有熔点高(1455℃)、抗氧化、耐腐蚀等特点，被广泛应用于集成电路中电子、磁性薄膜、高纯试剂、标样等制备。但是，纯镍的硬度低，较低的抗压能力严重影响其使用寿命，限制在其他领域的应用，在不改变纯镍耐腐蚀性能前提下，提高纯镍的硬度和抗变形能力，是亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决现有纯镍表面激光熔覆工艺繁琐、涂层硬度低的问题，本发明的目的是提供一种纯镍表面激光熔覆复合涂层，在纯镍的表面制备包含MoNiSi、Mo₆Ni₅Si₂、Ni₂Si、Ni₃₁Si₁₂和γ-Ni复合相的涂层，显著提高零件的硬度和韧性，延长其使用寿命。

本发明的另一目的是提供上述纯镍表面激光熔覆复合涂层的制备方法。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案来实现：

纯镍表面激光熔覆复合涂层，由以下按原子百分比计的元素组成：Ni 20％-46％，Mo10％-38％，Si 20％-45％，且上述元素原子百分比之和为100％；其中，所述复合涂层厚度为0.8-1.7mm，包含强化相MoNiSi、Mo₆Ni₅Si₂、Ni₂Si和Ni₃₁Si₁₂，以及增韧相γ-Ni。

优选地，所述纯镍表面激光熔覆复合涂层，由以下按原子百分比计的元素组成：Ni25％-46％，Mo 15％-38％，Si 20％-40％，且上述元素原子百分比之和为100％。

更优选地，所述纯镍表面激光熔覆复合涂层，由以下按原子百分比计的元素组成：Ni25％-40％，Mo 20％-38％，Si 28％-40％，且上述元素原子百分比之和为100％。

更优选地，所述纯镍表面激光熔覆复合涂层的硬度为1016HV。

上述纯镍表面激光熔覆复合涂层的制备方法，包括步骤：

ⅰ)Ni、Mo和Si粉末球磨混合，得混合粉末；和

ⅱ)纯镍基体表面打磨清洁处理；和

ⅲ)步骤ⅰ)所得混合粉末涂覆于步骤ⅱ)处理后的纯镍基体表面制备预涂覆层；和