[发明专利]一种涂覆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金领域，特别涉及一种涂覆材料及其制备方法。

背景技术

奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18％、Ni 8％～10％、C约0.1％时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)因其具有较好的耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能，在化工、汽车、建筑、医疗、食品等领域均得到了广泛的应用，但受其高温强度低、耐磨性差等缺点的制约，一般不能用作高温下的运动副零部件。由于磨损基本发生于材料或零部件的表面，因此采用合适的表面工程手段在材料表面制备硬度高、耐磨性好的涂层具有可行性，不仅可以拓宽奥氏体不锈钢的应用领域和范围(如核能、军工、冶金等领域；高温、高速、重载等环境)，还可有效提高材料或零部件的使用寿命，节约成本、保护环境。

目前，常用的复合材料有镍基、铁基、钴基合金，并加入一些碳化物增强相(如碳化钨、碳化铬、碳化钛等)，采用这些高温高硬度耐磨材料或涂层虽然大大地提高了工件自身的硬度及高温耐磨性能，但与此同时，在很多情况下却加剧了对偶件的磨损，即对配偶件的摩擦相容性或者说自润滑性能差，这在很多情况下是很有害和不允许的，所以复合材料涂层不仅要具有优异的高温耐磨性能，还应具有一定的高温减摩性能。因此，提供一种高温耐磨减摩性能较好的涂覆材料，具有现实意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种涂覆材料及其制备方法。该涂覆材料包括14～17.5重量份的镍、3～3.5重量份的铬、49～52.5重量份的碳化铬、25～30重量份的二硫化钨。激光熔覆制得的该涂覆材料在室温(20℃)～600℃拥有较好的减摩耐磨性能，可以有效提高基体在高温下耐磨减摩性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种涂覆材料，由如下重量份组分制成：

镍                    14～17.5重量份

铬                    3～3.5重量份

碳化铬                49～52.5重量份

二硫化钨              25～30重量份。

在本发明提供的一些实施例中，本发明提供的一种涂覆材料，由如下重量份组分制成：

镍                    15.5～17.5重量份

铬                    3.2～3.5重量份

碳化铬                50.5～52.5重量份

二硫化钨              28～30重量份。

本发明还提供了一种涂覆材料的制备方法，取14～17.5重量份的镍、3～3.5重量份的铬、49～52.5重量份的碳化铬、25～30重量份的二硫化钨，粉碎后与粘接剂混合，涂覆、烘干后，在惰性气体保护下激光熔覆，即得。

在本发明提供的一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，粘接剂为甲基纤维素或酚醛树脂。

在本发明提供的另一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，黏接剂为2123酚醛树脂，由苯酚、甲醛在酸性催化剂作用下缩聚而成。

在本发明提供的一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，激光熔覆为单道激光扫描或多道激光搭接扫描。

在本发明提供的一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，多道激光搭接扫描的搭接率为25～40％。

在本发明提供的另一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，多道激光搭接扫描的搭接率为30％。

在本发明提供的一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，激光为CO₂激光。

在本发明提供的一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，激光的功率为1.0～2.0kw。

在本发明提供的另一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，激光的功率为1.5kw。

在本发明提供的一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，激光的扫描速度为3～5mm/s。

在本发明提供的另一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，激光的扫描速度为4mm/s。

在本发明提供的另一些实施例中，本发明提供的涂覆材料的制备方法中，激光的矩形光斑尺寸为6mm×3mm。