[发明专利]Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末，该复合粉末由Fe基非晶合金粉末内核和包覆在Fe基非晶合金粉末内核外的Ni包Al粉末壳体组成。本发明还公开了一种Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末的制备方法，该方法将Fe基非晶合金粉末和Ni包Al粉末进行球磨处理得到复合粉末。本发明还公开了一种应用Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末进行等离子喷涂制备涂层的方法。本发明的复合粉末结构较为稳定，改善了Fe基非晶合金的熔化状态和铺展变形能力，提高了Fe基非晶合金粉末之间的结合作用。本发明的制备方法提高了复合粉末的均匀性。本发明制备的涂层结构致密，孔隙率低，耐腐蚀性能强。

技术领域

本发明属于表面材料制备技术领域，具体涉及一种Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末及其制备方法和应用。

背景技术

Fe基非晶合金是一种具有非晶结构的合金，在热力学上处于亚稳状态，具有优异的力学性能，磁学性能和耐腐蚀性能。采用等离子喷涂法制备得到的Fe基非晶合金涂层因其独特的构相而具有高强度、硬度和耐腐蚀性能，得到了广泛关注。然而在等离子喷涂过程中，由于Fe基非晶合金粉末粒子在基体上的铺展变形能力有限，Fe基非晶合金粉末粒子之间相互嵌套叠加，堆积形成含有孔隙的层状结构，涂层的孔隙率增加。而涂层层状结构中的孔隙形成了腐蚀通道，大大降低了Fe基非晶合金涂层的耐腐蚀性能，严重影响了Fe基非晶合金涂层的应用。

等离子喷涂技术中常常通过提高粉末粒子的喷射速度，提高喷涂基体的温度以改善粉末粒子的受热与熔化状态，减少环境气氛对高温喷射粒子的作用等方法来降低涂层的孔隙率。但是这些方法均会促进Fe基非晶合金由亚稳态向稳态转变，导致形成的Fe基非晶合金涂层中非晶含量显著降低，进一步降低Fe基非晶合金涂层的耐腐蚀性能。有研究将Fe基非晶合金粉末和其它粉末机械混合后形成的复合粉末通过等离子喷涂形成复合涂层，但复合粉末中Fe基非晶合金粉末和其它粉末为非均匀混合，复合涂层内部容易氧化脱碳，严重影响了复合涂层的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末。该复合粉末由Fe基非晶合金粉末内核和包覆在Fe基非晶合金粉末内核外的Ni包Al粉末壳体组成，结构较为稳定，改善了Fe基非晶合金的熔化状态和铺展变形能力，提高了Fe基非晶合金粉末之间的结合作用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末，其特征在于，该复合粉末由Fe基非晶合金粉末内核和包覆在Fe基非晶合金粉末内核外的Ni包Al粉末壳体组成，所述复合粉末中Ni包Al粉末的质量含量为5％～20％，Fe基非晶合金粉末的质量含量为80％～95％。

上述的Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末，其特征在于，所述Ni包Al粉末的成分为Ni₉₀Al₁₀，粒径为1μm～30μm；所述Fe基非晶合金粉末的成分为Fe_62.8Ni_13.6Cr_9.9Mo_8.6Si_1.9C_2.3B_0.9，粒径为15μm～50μm。

另外，本发明还提供了一种Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末的制备方法，其特征在于，该方法的具体过程如下：将Ni包Al粉末和Fe基非晶合金粉末分别进行干燥，然后混合均匀形成混合粉末，再将所述混合粉末置于行星式球磨机中进行球磨处理，得到Ni包Al包覆Fe基非晶合金复合粉末。

上述的方法，其特征在于，所述球磨处理采用的磨球为直径8mm和直径12mm的316不锈钢球，所述直径8mm的316不锈钢球与直径12mm的316不锈钢球的质量比为2:1，所述球磨处理采用的球磨罐为容积为100mL的MC高耐磨尼龙罐。

上述的方法，其特征在于，所述球磨处理的过程中磨球和混合粉末的质量比为10:1～15:1。