[发明专利]一种热喷涂粉末及其用于制备热喷涂层的方法

说明书

本发明公开了一种热喷涂粉末及其用于制备热喷涂层的方法，属于表面工程技术领域，由于其组成成分中包含钼、铬、硼、钴、镍、铝和铁等，并且其含有极少的杂质，纯度较高，并且该重量分数比的钼、铬、硼、钴、镍、铝和铁相互配合，不仅保证了其形成的热喷涂涂层具备良好的耐熔融金属腐蚀性、耐热性、耐热冲击性、耐氧化性和耐磨性，并且其可以配合激光熔覆技术在待保护基材表面形成致密的热喷涂涂层，而且该种热喷涂涂层的表面光滑，其韧度和粘附强度良好，具有显著的经济效益和市场应用前景。

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，尤其涉及一种热喷涂粉末及其用于制备热喷涂层的方法。

背景技术

目前热喷涂技术已在航空、航天、钢铁、石化、能源、汽车等领域的表面处理方面得到广泛的应用；热喷涂技术工艺简捷，涂层和基体材料选择范围广，易形成耐磨、隔热、抗氧化、耐腐蚀、绝缘和导电等复合功能涂层并涂层厚度易控，可在现场实施大面积施工。但热喷涂涂层由高速飞行液滴撞击基材铺展、变形、堆积凝固形成的工艺特性决定了其具有组织成分不均匀、存有气孔、裂纹和板条层间弱结合等结构缺陷，尤其是涂层与基体之间的弱结合(以机械咬合为主)，这在很大程度上限制了涂层的应用范围与服役寿命。

同时，为了向各类工业用机器和普通机器的金属部件赋予有用的特性，例如耐腐蚀性、耐磨性以及耐热性，提出了一种能够在这些部件表面形成热喷涂涂层的技术。该热喷涂涂层是通过向基底材料喷涂经由加热软化或熔融的热喷涂材料形成的。

作特殊用途的热喷涂层要求具有优越的耐熔融金属腐蚀性、耐热性、耐热冲击性、耐氧化性和耐磨性。已有技术中用热喷涂粉制备的热喷涂层通常并不具备良好的耐熔融金属腐蚀性、耐热性、耐热冲击性、耐氧化性和耐磨性。因此，亟待提供一种新的热喷涂粉末以提高该热喷涂粉末形成的热喷涂层的耐熔融金属腐蚀性、耐热性、耐热冲击性、耐氧化性和耐磨性。

发明内容

本发明提供一种热喷涂粉末及其用于制备热喷涂层的方法，能够通过热喷涂工艺形成致密的热喷涂涂层，并且该种热喷涂涂层的表面光滑且具有良好的耐熔融金属腐蚀性、耐热性、耐热冲击性、耐氧化性和耐磨性，具有显著的经济效益和市场应用前景。

本发明提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供的一种热喷涂粉末包括如下重量份数的原料：金属钼40～60份、金属铬15～20份、硼6～10份、金属钴20～30份、金属镍20～40份、金属铝5.5～6份、金属铁0.01～0.15份和含量小于0.1份的硅，其中，所述热喷涂粉末中的杂质总含量低于5份且所述热喷涂粉末的粒度小于60微米。

可选的，所述热喷涂粉末的机械强度在200MPa～500MPa。

可选的，所述热喷涂粉末采用粒化烧结法或超声气体雾化技术制备。

可选的，所述热喷涂粉末中颗粒粒径小于10微米的颗粒数量占比不低于95％。

可选的，所述热喷涂粉末用于通过激光熔覆技术在待保护基材的表面形成热喷涂涂层。

另一方面，本发明实施例提供一种采用上述的热喷涂粉末制备热喷涂涂层的方法，所述方法包括：

对待保护基材的表面进行预清理和预加热，所述预清理步骤至少包括对所述待保护基材的表面进行去油污和喷砂处理，所述预加热以使所述待保护基材的表面温度达到300℃，且预加热过程中需要保持所述待保护基材的表面温度不低于300℃的持续时间不少于2个小时；

采用激光熔覆技术在待保护基材的表面制备热喷涂涂层，其中，激光熔覆过程中的具体参数为：激光功率15kW，激光头扫描速度500mm/s，激光束的光斑为矩形光斑，所述矩形光斑的尺寸为长边25mm、短边2mm。

可选的，所述热喷涂涂层的厚度为0.05mm～2.5mm。