[发明专利]一种复合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法，所述复合涂层材料包括Ni60合金和Ti₃SiC₂，所述Ti₃SiC₂在涂层材料中所占质量分数为5～15％；该表面涂层的制备方法包括以下步骤：使用所述复合涂层材料，采用激光熔覆技术，在不锈钢表面制备复合涂层。使用本发明的复合涂层材料采用激光熔覆技术在不锈钢表面制备得到的不锈钢表面复合涂层，其具有优异的耐磨性能，尤其在高温下具有优异的高温耐磨性能，为不锈钢在运动部件上的应用提供技术基础。

技术领域

本发明涉及表面工程技术领域，具体涉及一种复合涂层材料、不锈钢表面复合涂层及其制备方法。

背景技术

304不锈钢是一种应用广泛的铬-镍不锈钢，具有良好的低温强度和力学性能，在食品、化工等领域被广泛应用。但是，304不锈钢表面的硬度相对较低(一般为200～250HV)，且表面耐磨性尤其是高温耐磨性差，限制了其在摩擦领域的应用，例如在运动部件上的应用。对304不锈钢表面进行改性处理是目前比较理想的处理方法，尤其是使用激光熔覆技术，但由于304不锈钢材质较为特殊，在使用激光技术改善其表面性能时，需要对工艺参数及制备原材料提出更高的要求。

磨损是发生在材料或零部件的表面，可通过适当修改表面区域的微观结构或组成来改善。耐磨性是金属材料的一种重要性能，其反映的是材料抵抗磨损的能力。磨损对于结构而言，往往容易导致工作效率的降低、甚至报废，影响正常使用功能，因此，提高材料的耐磨性能具有十分重要的意义。如果在近表面区域形成耐磨复合层，将会显著提高耐磨性，而不会影响韧性。

激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指以高能量密度的激光束作为热源，通过同步送粉法或者预置粉末法，在基材表面制备一层性能高和结合好的涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法。激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，节约贵重稀有金属材料，但在生活中的应用较少，尤其是还没有采用激光熔覆技术对日常使用的不锈钢进行的表面改性的方法。因此，如何采用激光熔覆的方法在普通不锈钢表面形成较好的耐磨性能的涂层，成为目前需要解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合涂层材料，能够通过激光熔覆技术制备具有高温耐磨特性的不锈钢表面复合涂层。

本发明还提出一种使用上述复合涂层材料的不锈钢表面复合涂层的制备方法。

本发明还提出上述制备方法制备得到的不锈钢表面复合涂层。

本发明还提出一种具有上述不锈钢表面复合涂层的不锈钢产品。

根据本发明的第一方面的实施例的复合涂层材料，包含Ni60合金和Ti₃SiC₂。

根据本发明实施例的复合涂层材料，至少具有如下有益效果：本发明的复合涂层材料包括Ni60合金和Ti₃SiC₂，其能够极大提高涂层的硬度及耐磨性能；其中，Ni60合金具有高韧性及良好的润湿性等优异特性，被广泛用做增韧相；部分Ti₃SiC₂在高温下，发生分解，并在熔池中形成的TiC、Cr₇C₃、Fe₂C具有较高硬度的陶瓷颗粒，可弥补基体材料硬度较低的缺陷；同时，在高温下，Ti₃SiC₂具有较好的润滑效果，因此能提高涂层材料的高温耐磨性能。