[发明专利]一种耐磨减摩铁基非晶复合涂层及其制备方法

说明书

本发明属于金属涂层领域，具体涉及一种耐磨减摩铁基非晶复合涂层及其制备方法。所述方法包括如下步骤：按照一定的质量比称取镍包石墨或钴包石墨粉末或镍包石墨烯或钴包石墨烯粉末、陶瓷粉末和铁基非晶粉末，将其进行球磨混合，获得混合粉末，干燥备用；对待喷涂基体粗化处理；采用等离子喷涂的方式，在待喷涂基体表面进行喷涂，获得含有陶瓷颗粒以及石墨或石墨烯的铁基非晶复合涂层。本发明在铁基非晶粉末中添加一定质量分数的陶瓷颗粒以及石墨或石墨烯，既增强了铁基非晶复合涂层的耐磨性能，又降低了摩擦系数，具有自润滑功能，可以广泛应用于石油、化工、电力、机械制造等领域的零部件的表面修复和防护。

技术领域

本发明属于金属涂层领域，具体涉及一种耐磨减摩铁基非晶复合涂层及其制备方法。

背景技术

非晶合金微观结构长程无序、短程有序，使之具有高强度、高硬度以及优异的耐磨性能，在磨损防护领域中展示出广阔的应用前景。铁基非晶材料作为众多非晶合金中的一种，因其性价比高、耐磨性能优良，是一种极具潜力的表面耐磨材料。然而，由于非晶合金的形成需要极大的冷却速率，受到制备技术的约束，因而难以加工出形状尺寸较大的块状非晶合金，限制了非晶合金材料在众多领域中的应用。因此，利用涂层制备技术将非晶合金制备成非晶涂层不仅能突破非晶合金在形状和尺寸上的限制和制备成本问题，而且又可更好地发挥铁基非晶涂层优异的耐磨性能，具有广阔的研究价值和应用前景。

CN105215526A发明了一种铁基非晶涂层及其制备方法，该方法采用等离子堆焊法制备高非晶含量的铁基非晶涂层，同时涂层中产生纳米晶，形成铁基非晶纳米晶复合涂层，具有硬度高、耐磨性好特点。CN106756642A发明了一种铁基非晶合金及其涂层，该方法利用单辊熔体急冷法制备获得非晶合金条带，再利用超声气体雾化方法获得铁基非晶合金的粉体，然后利用超音速火焰喷涂技术在碳钢基板表面获得铁基非晶合金涂层。针对铁基非晶涂层耐磨涂层，一般可通过添加陶瓷颗粒来进一步提高涂层的耐磨性。CN101298654发明了一种含陶瓷相的铁基非晶纳米晶复合涂层及其制备方法，首先将Co或Ni包碳化物或氧化物陶瓷加入到药芯中，和具有非晶形成成分的铁基合金一起制备成药芯丝材作为喷涂材料，采用电弧喷涂方法制备出含有陶瓷相结构的铁基非晶纳米晶复合涂层，具有很好的耐磨损性能。CN105200363A发明了一种陶瓷/铁基非晶复合涂层的制备方法，该方法采用多路异位等离子喷涂送粉技术喷涂陶瓷粉末和铁基非晶粉末，制备出陶瓷/铁基非晶复合涂层，具有较单一的非晶涂层更高的硬度和耐磨性能。

上述的制备方法制备的涂层不能兼具耐磨损和降低摩擦系数性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨减摩铁基非晶复合涂层及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种耐磨减摩铁基非晶复合涂层的制备方法，包括如下步骤：

步骤(1)：称取镍包石墨粉末或钴包石墨粉末、陶瓷粉末和铁基非晶粉末，将其进行球磨混合，得到混合粉末，干燥备用；

步骤(2)：对待喷涂基体表面进行处理；

步骤(3)：采用大气等离子喷涂方法在待喷涂基体表面喷涂混合粉末，获得耐磨减摩铁基非晶复合涂层。

进一步的，所述步骤(1)中的镍包石墨粉末或钴包石墨粉末、陶瓷粉末和铁基非晶粉末的成分以质量百分比如下：1～5％的镍包石墨粉末或钴包石墨粉末，1～10％的陶瓷粉末，其余为铁基非晶粉末。

进一步的，所述镍包石墨或钴包石墨粉末粒径范围为38～54μm。

进一步的，所述陶瓷粉末为WC、NbC、TiC、Cr₃C₂、SiC、Al₂O₃、Cr₂O₃、ZrO₂、LaO₂、SiO₂中的一种；陶瓷粉末粒径范围为38～54μm。