[发明专利]一种球化MMC复合涂层材料及其激光熔覆方法

说明书

本发明公开了一种球化MMC复合涂层材料及其激光熔覆方法，由Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末、Ni粉末和纳米WC粉末混合而成；所述涂层材料通过如下方法制备：（1）将所述粉末混合后放入球磨机球磨，得球磨粉末；（2）将球磨粉末干燥，得干燥粉末；（3）利用激光球化法处理干燥粉末，得球化的MMC复合涂层材料。其熔覆方法是采用同步送粉法进行激光熔覆。本发明具有陶瓷颗粒分布均匀，硬度更高，更耐磨，且可对异形面修复的特点。

技术领域

本发明涉及一种涂层材料及其激光熔覆方法，特别是一种球化MMC复合涂层材料及其激光熔覆方法。

背景技术

304不锈钢可加工性好，经济廉价的特点而被广泛应用于工业生产与生活应用中，但在实际应用中存在大量因磨损而失效的情况。故急需开发提升304不锈钢耐磨性的涂层，用于修复或强化304不锈钢，同时也可创造出很高的经济效益。为此，人们研究开发了激光熔覆Fe-Mn-Si系记忆合金涂层，利用形状记忆合金的应力自适应特性，可松弛部分残余应力，从而得到低残余应力的涂层；摩擦磨损及疲劳过程中应力自适应特性同样可以降低过程中产生的应力，从而提高耐磨性及耐疲劳性。

但是，传统的涂层仍然存在硬度及耐磨性不足等缺点，硬质陶瓷相制备MMC复合涂层被广泛应用于强化材料以提高材料硬度、耐磨性等性能。故在记忆合金涂层中加入陶瓷相可提高其耐磨性及硬度，很好的扩展了激光熔覆记忆合金涂层的应用范围。

但是，现目前的MMC复合涂层仍然存在如下问题：1、加入的陶瓷粉末由于具有高密度的特点，易沉积于涂层下部，限制强化效果；2、现有的复合涂层粉末材料多为球磨法制备的异型粉末，熔覆过程中只能采用预置法，只能度平整的面进行修复，对于异形面则无法修复。因此，有必要研发一种硬度、耐磨强度更高，残余应力更低，且能够实现同步送粉的涂层材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种球化MMC复合涂层材料及其激光熔覆方法。本发明具有陶瓷颗粒分布均匀，硬度更高，更耐磨，且可对异形面修复的特点。

本发明的技术方案：一种球化MMC复合涂层材料，由Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末、Ni粉末和纳米WC粉末混合而成；所述涂层材料通过如下方法制备：

（1）将所述粉末混合后放入球磨机球磨，得球磨粉末；

（2）将球磨粉末干燥，得干燥粉末；

（3）利用激光球化法处理干燥粉末，得球化的MMC复合涂层粉末材料。

前述的球化MMC复合涂层材料，所述复合涂层材料按重量份计，由Fe44-56份、Mn27-31份、Si7-9份、Cr3-4份、Ni2-3份和WC8-12份组成。

前述的球化MMC复合涂层材料，所述复合涂层材料按重量份计，由Fe48-52份、Mn28-30份、Si8-9份、Cr3-4份、Ni2-3份和WC9-11份组成。

前述的球化MMC复合涂层材料，所述复合涂层材料按重量份计，由Fe50份、Mn29份、Si8份、Cr3份、Ni3份和WC10份组成。

前述的球化MMC复合涂层材料，所述Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末、Ni粉末和纳米WC粉末的纯度均大于99.7%；Fe粉末、Mn粉末、Si粉末、Cr粉末和Ni粉末的粒度为140-280目；纳米WC粉末的粒度为40-100nm。

前述的球化MMC复合涂层材料，所述步骤（1）中，球磨时的磨料比为6-8:1，转速为180-240r/min，球磨时间2-5h。

前述的球化MMC复合涂层材料，所述步骤（2）中，干燥的温度为110-130℃，时间1-3h。