三维立体网状织构组织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CN105624668A(43)申请公布日2016.06.01(21)申请号201610000360.0(22)申请日2016.01.04(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市兰工坪287号(72)发明人杨贵荣王建儒宋文明王旭升黄超鹏马颖(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)C22C19/05(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称三维立体网状织构组织复合涂层及其制备方法(57)摘要三维立体网状织构组织复合涂层及其制备方法，其织构组织复合层区（1）、过渡区（2）、扩散影响区（3）；涂层与基体之间形成有效的冶金结合；所述的复合区（1）中细小的硬质颗粒均匀分布在球形颗粒状合金之间构成三维立体网状织构，颗粒之间的网状织构的宽度为20-30μm，硬质颗粒的间距约为5-10μm。其制备方法的步骤为：（1）金属基材处理，（2）涂层粉末的混制，（3）预制层的制备，其中部分添加了WC的复合粉末在涂覆前预先在基材表面涂覆一层厚度为1-2mm的镍基合金粉末作为过渡层；（4）三维织构涂层的烧结：将第（3）步制得的产物自然阴干再烘干，然后烧结，在真空环境升温并保温，随后随炉冷却至150℃出炉空冷至室温，得到产品。CN105624668ACN105624668A权利要求书1/1页1.三维立体网状织构组织复合涂层，其特征是：所述的涂层包括织构组织复合层区（1）、过渡区（2）、扩散影响区（3）；涂层与基体之间形成有效的冶金结合；所述的复合层区（1）中细小的硬质颗粒均匀分布在球形颗粒状合金之间构成三维立体网状织构，织构的球形颗粒平均直径为80-100μm，颗粒之间的网状织构的宽度为20-30μm，硬质颗粒的间距约为5-10μm。2.根据权利要求1所述的三维立体网状织构组织复合涂层，其特征是：所述的球形区域主要由镍基固溶体、共晶组织和包括Cr7C3Cr7C3、Cr23C6Cr23C6、和CrB的硬质相组成；过渡区由Cr7C3Cr7C3、Cr23C6Cr23C6、CrB、共晶相和固溶体相组成，即靠近涂层的镍基固溶体和靠近基体的呈短棒状定向生长的铁基固溶体；扩散影响区由珠光体含量渐变的珠光体加铁素体组成。3.三维立体网状织构组织复合涂层的制备方法，其特征是：其步骤为：（1）金属基材处理：将基材表面用砂轮去除氧化层后，用砂纸打磨至平整光亮，然后清洗去除油污，最后烘干备用；（2）涂层粉末的混制：将镍基合金粉末与碳化钨粉末或镍包石墨粉末分别称量后置于混粉瓶中充分混合均匀；（3）预制层的制备：将粉末用粘接剂调制后均匀涂覆于基材表面，厚度为2-3mm，其中部分添加了WC的复合粉末在涂覆前预先在基材表面涂覆一层厚度为1-2mm的镍基合金粉末作为过渡层；（4）三维织构涂层的烧结：将第（3）步制得的产物自然阴干再烘干，然后将其放入真空碳管烧结炉烧结，在真空环境升温至1050±5℃并保温，随后随炉冷却至150℃出炉空冷至室温，得到具有三维立体网状织构组织复合涂层的产品。4.根据权利要求3所述的三维立体网状织构组织复合涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤（1）中，将基材表面用砂轮去处氧化层后，用100、200、300、500、800、1000号砂纸依次打磨至平整光亮，然后分别用丙酮和无水乙醇清洗去除油污，最后烘干备用。5.根据权利要求3所述的三维立体网状织构组织复合涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤（2）中，WC与石墨同时作为添加相，其中WC粉末的尺寸小于18μm，具有不规则的几何形貌，硬度约2350HV，熔点2775℃；镍基粉末系自熔性合金粉末Ni-Cr-Si-B，熔点为1000℃，镍基粉末颗粒具有球形形貌，颗粒直径为48~106μm。6.根据权利要求3所述的三维立体网状织构组织复合涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤（4）中，将涂覆完毕的产品自然阴干两小时后置于马沸炉中烘干，温度200℃，保温两小时后取出，得到预制产品；然后将预制产品放入zt-18-22型真空碳管烧结炉烧制产品，系统真空度保持在4.0XPa——6.0XPa，升温速率为60℃/min，在1050℃保温7min、15min、20min、30min、1h、3h不等，随炉冷却至150℃以下时产品空冷出炉。7.根据权利要求3所述的三维立体网状织构组织复合涂层的制备方法，其特征在于碳化钨粉末中碳化钨的质量分数为30%~40%。8.根据权利要求3所述的三维立体网状织构组织复合涂层的制备方法，其特征在于镍包石墨粉末中石墨的质量分数为2%~5%。2CN105624668A说明书1/4页三维立体