[发明专利]等离子喷涂用钴基合金复合粉末及熔覆涂层的制备方法

权利要求书

1.一种液压支柱活塞杆熔覆涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）除油：先将待喷涂用的基体材料依次放置于无水乙醇、丙酮中在超声波作用下分别清洗 10-20 分钟后，取出后干燥备用；

（2）喷砂处理：采用粒度为50-100目的白刚玉砂，喷砂角度：60-120°，喷砂距离：80-150mm，空气压力：0.5-0.8MPa，喷砂后表面粗糙度控制在10-15μm；

（3）大气等离子喷涂粘结层：将基体预热至120-180℃，对喷砂处理后的基体表面采用等离子喷涂NiCoCrAlY粘结层，等离子喷涂工艺参数为，喷涂距离110mm-130mm、喷涂电流：200-250A、氩气流量：35-50L/min、送粉速率：10-15g/min、粘结层厚度：10-25μm；

（4）超音速等离子喷涂熔覆涂层：喷涂完复合NiCoCrAlY粘结层后，采用超音速等离子喷涂等离子喷涂用钴基复合粉末钴基复合粉末；超音速等离子喷涂工艺参数为，喷涂电流：400-450A、喷涂电压：100-120V、主气Ar流量：80-100L/min、辅气H₂流量：40-60L/min、送粉量：30-40g/min、熔覆涂层厚度为0.1-0.3mm；

（5）对喷涂后的液压支柱活塞杆进行打磨和抛光处理，得到表面粗糙度为 3-5μm的熔覆层；

所述等离子喷涂用钴基复合粉末由以下重量份的原料制成：90-120份钴基合金粉末、3-5份三氧化二钇粉末、7-12份硼化钛粉末、10-15份碳化铬粉末；具体的制备步骤为：

（1）采用射频感应等离子体球化设备，将50-65μm的钴基合金粉末用Ar作为载气经喂料枪喷入至等离子体焰炬中，粉末瞬间吸收大量的热而熔融、球化，球形液滴在氩气氛中迅速冷却凝固，最后在球化反应器底部收集钴基合金粉末；球化参数为中心气体Ar流量：5-10L/min、鞘气N₂流量：25-40 L/min、载气Ar流量：20-30L/min、功率：15-30kW、送粉速率：25-35g/min；收集得到近球形钴基合金粉末；

（2）采用射频感应等离子体球化设备，将15-30μm的三氧化二钇粉末用Ar作为载气经喂料枪喷入至等离子体焰炬中，粉末瞬间吸收大量的热而熔融、球化，球形液滴在氩气氛中迅速冷却凝固，最后在球化反应器底部收集三氧化二钇粉末；球化参数为中心气体Ar流量：20-30L/min、鞘气N₂流量：40-50 L/min、载气Ar流量：60-75L/min、功率：50-70kW、送粉速率20-35g/min；收集得到近球形三氧化二钇粉末；

（3）采用射频感应等离子体球化设备，将20-40μm的二硼化钛粉末用Ar作为载气经喂料枪喷入至等离子体焰炬中，粉末瞬间吸收大量的热而熔融、球化，球形液滴在氩气氛中迅速冷却凝固，最后在球化反应器底部收集二硼化钛粉末；球化参数为中心气体Ar流量：45-60L/min、鞘气N₂流量：30-50 L/min、载气Ar流量：25-45L/min、功率：80-100kW、送粉速率25-40g/min；收集得到近球形二硼化钛粉末；

（4）采用射频感应等离子体球化设备，将20-30μm的碳化铬粉末用Ar作为载气经喂料枪喷入至等离子体焰炬中，粉末瞬间吸收大量的热而熔融、球化，球形液滴在氩气氛中迅速冷却凝固，最后在球化反应器底部收集碳化铬粉末；球化参数为中心气体Ar流量：25-35L/min、鞘气N₂流量：40-50 L/min、载气Ar流量：35-45L/min、功率：20-50kW、送粉速率：25-40g/min；收集得到近球形碳化铬粉末；

（5）按照上述重量份将步骤（2）-（4）步骤得到的近球形钴基合金粉末、三氧化二钇粉末、二硼化钛粉末、碳化铬粉末进行机械混合均匀后，在60-80℃真空干燥箱中干燥20-40min获得等离子喷涂用钴基复合粉末；

钴基合金粉末选自Stellite 6；

NiCoCrAlY粘结层组成为：20-24wt％Co、12-17wt％Cr、7-11wt％Al、0.5-0.8wt％Y，余量 Ni；

熔覆涂层的结合强度为68.4MPa、硬度为1325HV_0.1、摩擦系数为0.25、耐腐蚀时间为2671h、残余应力为-355MPa。