类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108118339A(43)申请公布日2018.06.05(21)申请号201810020637.5(22)申请日2018.01.10(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市七里河区兰工坪路287号(72)发明人杨贵荣高大文宋文明朱子博马颖李亚敏(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102代理人董斌(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)B22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法(57)摘要类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法，涂层由类包壳织构复合区、冶金熔合过渡区、扩散影响区构成，厚度可在2~5mm范围内调整；所述类包壳织构复合区由细小均匀的硬质相颗粒均匀分布在球形合金区域之间，而硬质颗粒之间为合金，其间还具有几乎连续不规则分布的GO薄片形成包围合金区域的包壳。制备方法步骤为：（1）基材预处理；（2）复合粉末混制，将GO、硬质颗粒和镍基合金粉末置于蒸馏水中，搅拌混合均匀，得到涂层复合粉末；（3）涂层涂覆，混合粉末涂覆前在金属基体表面涂覆镍基合金粉末作为过渡层；（4）类包壳织构型涂层烧结，将预烧件放入真空烧结炉，升温并保温分钟，随炉冷却到150℃出炉，空冷至室温，得到涂层。CN108118339ACN108118339A权利要求书1/1页1.类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层，其特征是所述的涂层由类包壳织构复合区（1）、冶金熔合过渡区（2）、扩散影响区（3）构成；织构涂层与基体之间为强度较高的冶金结合；所述类包壳织构复合区由细小均匀的硬质相颗粒均匀分布在球形合金区域之间，而硬质颗粒之间为合金，其间还具有几乎连续不规则分布的GO薄片形成包围合金区域的包壳，GO即氧化石墨烯类，包壳织构在复合区域内呈三维立体网状分布；类包壳织构网孔大小为60~100um，织构“筋络”宽度为15~30um；在三维空间中，每一个网孔都是硬质相颗粒之间分布不规则且近似包围球形合金区域的GO包壳，硬质颗粒间间距为5~10um。2.根据权利要求1所述的类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于硬质相颗粒为WC硬质相颗粒，或者Al2O3硬质相颗粒，或者ZrO2硬质相颗粒。3.根据权利要求1所述的类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于所述类包壳织构复合区（1）由镍基固溶体、共晶组织Ni3Si、Ni3B和硬质相颗粒组成；冶金熔合过渡层区（2）由固溶体、共晶相Ni3Si、Ni3B以及析出硬质相CrB、Cr7C3、Cr23C6和靠近涂层区生长的镍基固溶体和靠近基体呈棒状生长的铁基固溶体组成；扩散影响区（3）由珠光体和铁素体组成。4.根据权利要求1所述的类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，其步骤为：（1）基材预处理：基材表面用砂轮去除氧化层后，用砂纸打磨至平整光亮，再用丙酮和无水乙醇清洗除去油污，最后烘干备用；（2）复合涂层混制：将镍基合金粉末和预设量的硬质颗粒及GO溶液分别称量后置于烧杯中搅拌均匀，再将其置于蒸发皿中，放入马弗炉烘干，最后用球磨机研磨混合均匀；（3）预制层的制备：预先在基材表面涂覆一层用粘结剂调制的镍基合金粉末作为过渡层，厚度为0.5~2mm，再将复合粉末用粘结剂调制后均匀的涂覆在过渡层上，厚度为2~4mm；（4）复合涂层烧结：将步骤（3）得到的产物自然阴干再烘干后，将其放入真空碳管炉烧-2结，真空度抽至6.67×10Pa，升温至1060℃并依据加入硬质相颗粒的种类和含量保温5~45分钟不等，随炉冷却到150℃出炉空冷至室温，得到具有耐蚀耐磨性的镍基复合涂层。5.根据权利要求4所述的类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征是步骤（2）中加入硬质相颗粒WC，或者硬质相颗粒Al2O3，或者硬质相颗粒ZrO2，其质量百分数为：20%~40%，其粒径大小为5~10um，具有不规则的几何形状。6.根据权利要求4所述的类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征是步骤（2）中加入GO，其质量百分数为：0.4%~1.2%。氧化石墨烯薄片直径大小为20um左右，平均厚度小于5nm，层数1~3层。7.根据权利要求4所述的类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征是步骤（3）中将涂覆完毕的试样自然阴干，再置于马弗炉中，设定温度200℃，保温2小时后取出，最-2-3后在ZT-18-22型真空碳管炉中烧结，真空度为6.67×10Pa~4×10Pa，升温速率为60℃/min，在1060℃保温5~45min随炉冷却至150℃出炉。2CN108118339A说明书1/5页类包壳织构型耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料表面处理