[发明专利]一种奥氏体不锈钢自润滑耐磨耐蚀涂层

说明书

一种奥氏体不锈钢自润滑耐磨耐蚀涂层，其涂层的粉末原料的质量百分比wt％为：Ni包敷MoS₂粉末10～20％、B₄C粉末5～10％、Y₂O₃粉末5～10％、余量为奥氏体不锈钢粉末；上述原料粒度均为60～80目。选用奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)钢板作为基体，使用混料机对原料粉末机械混合2小时制备复合粉末，通过激光熔覆将复合粉末涂覆在奥氏体不锈钢表面。本发明的奥氏体不锈钢自润滑耐磨涂层可以用于自润滑关节轴承，表面涂层摩擦系数为0.25～0.35，表面硬度为HV250～280。

技术领域 本发明涉及一种金属涂层及制备方法。

背景技术 对航空飞行器而言，其绝大多数轴承都不能专门配备润滑系统。在其飞行期间，没有条件对关键部位的轴承及时补充润滑油脂。因此，航空飞行器关键部位的关节轴承绝大多数为自润滑关节轴承(内、外圈和自润滑膜)。自润滑关节轴承仿人体关节功能，用纤维编织复合自润滑复合材料仿人体关节自润滑膜，实现了自润滑、免维护，并具有体积小、重量轻、结构简单、安全可靠等特点，成为提高新一代航空飞行器的关键部件。

奥氏体不锈钢因其无磁性、无相变、高的耐腐蚀性，可以满足航空航天领域对高低温、辐射、腐蚀等环境的要求，其应用越来越广泛，特别用于制造航空飞行器自润滑关节轴承引起人们的关注。

随着自润滑关节轴承在航空领域应用领域的不断扩大，人们对其使用寿命的要求也越来越高，在致力于制备出更高性能的纤维编织复合自润滑膜的同时，还在致力于制备出具有自润滑性能的轴承内外圈表面，以延长自润滑关节轴承的使用寿命。

作为自润滑关节轴承的内外表面，在服役过程中不仅要具有较高的自润滑性能，而且还要具有较高的耐磨性能。而奥氏体不锈钢因其硬度较低，其耐磨性不能满足工作要求。特别是由于奥氏体不锈钢具有无相变特点，即使采用热处理强化也无法提高其耐磨性。近年来，通过在激光熔覆涂层添加陶瓷(如WC)颗粒来提高其耐磨性已经开展了广泛的研究。但是，WC与奥氏体不锈钢基体结合性较差，在服役过程中，极易从奥氏体表面剥落，从而降低了耐磨性能。

MoS₂作为润滑剂被广泛应用于制备自润滑合金或涂层，可以明显提高合金表面的自润滑性能，然而在制备奥氏体不锈钢自润滑涂层时还有一个问题需要解决，即添加MoS₂实现自润滑，添加陶瓷颗粒来提高其耐磨性，可能会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。

发明内容 本发明的目的在于提供一种表面具有自润滑性能、耐磨性高、耐腐蚀性好、寿命长的奥氏体不锈钢自润滑耐磨耐蚀涂层。

本发明的奥氏体不锈钢自润滑耐磨耐蚀涂层，其涂层粉末的原料的质量百分比为(wt％)：Ni包敷MoS₂粉末10～20、B₄C粉末5～10、Y₂O₃粉末5～10、余量为奥氏体不锈钢粉末；上述原料粒度均为60～80目。所述奥氏体不锈钢为1Cr18Ni9Ti。

上述奥氏体不锈钢自润滑耐磨耐蚀涂层的制备方法：

1、去除基体表面的氧化皮，增强粉末在奥氏体不锈钢基体表面的附着能力，将基体表面用不同型号的砂纸打磨，酒精清洗干净，吹风机吹干表面；

2、按照质量配比称取原料粉末，使用混料机对原料粉末机械混合2小时制备复合粉末；

3、因为复合粉末的尺寸较小，不能采用同轴送粉的方式，选择预置粉末的方法将复合粉末直接铺设在奥氏体不锈钢基板上；

4、为了减少激光熔覆产生的热裂纹，铺粉前需要对奥氏体不锈钢基板进行预热，预热温度为200℃；

5、为了避免熔覆后的奥氏体不锈钢基板发生弯曲，需提前将奥氏体不锈钢基板固定在工作台上；

6、在激光熔覆过程中，激光光束的功率为2kW，扫描速度为5mm/s，搭接率为50％；