[发明专利]一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法

说明书

本发明还公开了一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法，首先将原材料均匀涂覆在奥氏体不锈钢基体表面，原料粉末为混合熔覆材料，由镍基粉末(Ni60A)、纯钛粉末(Ti)、镍包石墨粉末(C@Ni)、镍包二硫化钼粉末(MoS₂@Ni)组成，然后采用预置粉末法在粉末表面进行激光熔覆，激光熔覆的过程中，粉末进行原位反应，原位反应形成的增强体与基质相热力学稳定，在0Cr₁₈Ni₉原位反应形成的陶瓷硬质相与基质相界面纯净，界面结合强度高，有效解决外加颗粒法制备复合涂层工艺中存在的增强体尺寸和界面反应不可控等问题。

【技术领域】

本发明属于材料表面改性技术领域，具体涉及一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法。

【背景技术】

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性、机械力学性能、抗热震性能等，不仅广泛使用于医疗、食品工业等日常生活领域，而且应用于化学工业、航空飞行器火花塞、轴承等高端装备领域。但较低碳含量使得0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的硬度低，耐磨性差，严重影响不锈钢零部件的耐磨性能，从而进一步限制大型机械设备的使用寿命。传统改善摩擦性能的方法是加入润滑油、润滑脂。随工业技术的不断发展，工业零部件的运行大多面临高温、高压、重载等严苛的条件，润滑油、润滑脂容易发生分解失效。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层及其制备方法，以解决现有技术中0Cr18Ni9奥氏体不锈钢耐磨性能差，硬度低的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层，所述镍基复合涂层包括基体相和强化相；所述基体相为γ-Ni，Fe和Cr_1.65Fe_0.35B_0.96，所述强化相为Cr₃(B，C)₂和TiC。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述镍基复合涂层的厚度为0.8～2.2mm。

优选的，所述镍基复合涂层的硬度为奥氏体不锈钢硬度的2-4倍。

一种应用于奥氏体不锈钢的镍基复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将基体Ni60A粉末、Ti粉末、C@Ni粉末和MoS₂@Ni粉末球磨混合均匀，得到混合粉末；所述C@Ni粉末的质量分数为3％～30％，MoS₂@Ni粉末的质量分数为3％～30％，Ti粉末的质量分数为3％～25％，余量为Ni60A基体粉末；四种粉末的质量分数和为100％；

步骤2，将混合粉末平铺在奥氏体不锈钢基板上，平铺后混合粉末的厚度为0.8～2.2mm；

步骤3，将混合粉末和奥氏体不锈钢基板放置在工作台中，进行多道搭接激光熔覆，在奥氏体不锈钢表面获得镍基复合涂层。

优选的，步骤1，所述C@Ni粉末的质量分数为5％～20％，MoS₂@Ni粉末的质量分数为5％～20％，Ti粉末的质量分数为5％～25％，余量为Ni60A基体粉末；四种粉末的质量分数和为100％。

优选的，步骤1中，球磨时间为8～16h，球磨速度为300～500min/rpm；球磨过程中，采用直径为10mm和5mm两种不同级配的ZrO₂小球作为球磨小球。

优选的，步骤2中，通过刮刀将混合粉末平铺在奥氏体不锈钢基板上，所述刮刀的底部设置有台阶状的凹槽。

优选的，步骤2中，平铺后混合粉末的厚度为1.5mm。