[发明专利]一种抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备方法，尤其涉及一种抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法。

背景技术

海洋及船舶结构、油气输送管道、耐酸压力容器和煤矿液压支架等在服役过程中极易遭受到环境的腐蚀作用，在材料表面形成微观缺陷，并继续扩展，从而大大降低材料的服役寿命。

耐腐蚀涂覆层可大大提高基体材料的耐腐蚀性能，从而赋予材料极强的耐候性。因此，热喷涂、冷喷涂、喷漆、电镀及熔覆等表面涂覆技术广泛应用于关键零部件的表面改性。不同于其他表面涂覆层与基体间的机械结合机理，熔覆层可实现与基体材料的冶金结合，不仅能够起到更好的保护作用，还可有效防止覆层从基体表面剥落失效。

然而，熔覆层的开裂不仅加速熔覆层在服役过程中的失效，还使腐蚀介质直接作用于基体材料，从而丧失熔覆层对基体材料的保护作用。此外，现有抗裂熔覆层虽然表现出一定的抗开裂能力，但不能同时兼顾具备优异的耐腐蚀性和较高的力学性能。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法。

本发明所述的抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法中，配置含钴、铬、铁、镍、硅、硼的合金粉末，其中，所述钴的原子摩尔比为25％～35％、所述铬的原子摩尔比为22％～30％、所述铁的原子摩尔比为20％～30％、所述镍的原子摩尔比为6％～8％、、所述硅的原子摩尔比为5％～10％、所述硼的原子摩尔比为2％～6％；并执行如下步骤：

将钢基材进行预处理，以令其表面光滑、平整、清洁；

将经过预处理的钢基材烘干，将配置好的合金粉末烘干；

将所述合金粉末激光熔覆于所述钢基材上；

将激光熔覆后的钢基材冷却至室温，即得抗裂耐腐蚀熔覆层。

本发明所述的抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法中，所述合金粉末中，所述钴的原子摩尔比为30％、所述铬的原子摩尔比为26％、所述铁的原子摩尔比为25％、所述镍的原子摩尔比为8％、、所述硅的原子摩尔比为7％、所述硼的原子摩尔比为4％。

本发明所述的抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法中，使用丙酮清洁钢基材表面的油污和脏物。

本发明所述的抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法中，将所述钢基材于100摄氏度的干燥箱中烘干1小时；

将所述合金粉末于100摄氏度的干燥箱中烘干1小时。

本发明所述的抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法中，采用送粉器对所述烘干的合金粉末进行激光熔覆同步送粉，送粉速度范围介于90～300mg/s之间；

使用CO₂激光器进行熔覆，所述CO₂激光器的功率为1.5KW，激光扫描速度为300mm/min，光斑直径为4.5mm。

本发明所述的抗裂耐腐蚀熔覆层的制备方法中，取出烘干好的合金粉末和钢基材，将合金粉末均匀地铺在钢基材表面，并采用刮粉器控制合金粉末的铺设厚度为150μm～220μm；

再将铺设好合金粉末的钢基材放置于氩气舱室中，所述氩气舱内提前通入氩气，通气时间为1min；

采用Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆，所述Nd:YAG固体激光器的脉宽为6～8ms，电流为300～400A，频率为4～5Hz，激光扫描速度为80～150mm/min，激光斑点直径为2.2～2.5mm。

依本发明所述方法制备的抗裂耐腐蚀熔覆层中含有Fe-Ni、Co-Fe和Cr-Fe固溶体相，能够实现与基体的良好冶金结合，沿熔覆层厚度方向无贯穿熔覆层的裂纹，具有较高的显微硬度及较强的耐腐蚀性，

附图说明

图1A为本发明所述抗裂耐腐蚀熔覆层的宏观形貌图；

图1B为图1A的局部放大示意图；

图2为本发明所述抗裂耐腐蚀熔覆层的FE-SEM扫描结果示意图；

图3为本发明所述抗裂耐腐蚀熔覆层的XRD图谱；

图4为本发明所述抗裂耐腐蚀熔覆层和基体材料率覆层与基体材料在3.5wt.％NaCl溶液中的电化学阻抗Nyquist图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。