一种镍基耐磨自润滑涂层及其超高速激光熔覆制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115976512A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310284189.0(22)申请日2023.03.22(71)申请人西安稀有金属材料研究院有限公司地址710000陕西省西安市高新区天谷七路996号西安国家数字出版基地C座2层(72)发明人纪纲张鹏飞柳琪邱龙时胡小刚潘晓龙(74)专利代理机构西安创知专利事务所61213专利代理师马小燕(51)Int.Cl.C23C24/10(2006.01)B22F1/12(2022.01)C22C19/03(2006.01)C22C32/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种镍基耐磨自润滑涂层及其超高速激光熔覆制备方法(57)摘要本发明公开了一种镍基耐磨自润滑涂层及其超高速激光熔覆制备方法，该涂层由以下质量百分含量的原料制成：镍基合金粉末20%~40%、碳化物陶瓷粉末30%~45%，其余为镍包石墨粉末；该制备方法包括：一、对基体精磨后超声清洗得到预处理基体；二、将镍基合金粉末、碳化物陶瓷粉末和镍包石墨粉末混匀后烘干得到镍基耐磨自润滑涂层原料粉末；三、采用镍基耐磨自润滑涂层原料粉末对预处理基体进行超高速激光熔覆形成镍基耐磨自润滑涂层。本发明通过添加碳化物陶瓷硬质相提高了涂层的硬度并降低摩擦系数，结合添加镍包石墨粉末保证涂层具有优异的耐磨性能和自润滑性能；本发明采用超高速激光熔覆法实现了高性能薄涂层的精确调控和快速制备。CN115976512ACN115976512A权利要求书1/1页1.一种镍基耐磨自润滑涂层，其特征在于，该涂层由以下质量百分含量的原料制成：镍基合金粉末20%~40%、碳化物陶瓷粉末30%~45%，其余为镍包石墨粉末。2.根据权利要求1所述的一种镍基耐磨自润滑涂层，其特征在于，所述镍基合金粉末为Inconel718、Inconel625或Inconel690；所述碳化物陶瓷粉末为B4C、WC、TiC、SiC和Cr3C2中的一种或两种混合粉末，所述镍包石墨粉末中石墨的质量百分含量为20%~40%。3.根据权利要求2所述的一种镍基耐磨自润滑涂层，其特征在于，所述碳化物陶瓷粉末为BC与WC、TiC、SiC或CrC按照47:13的质量比组成的混合粉末。432~~4.根据权利要求1所述的一种镍基耐磨自润滑涂层，其特征在于，所述镍基耐磨自润滑涂层的厚度控制为110μm~450μm，稀释率控制为3%~8%。5.一种超高速激光熔覆制备如权利要求1~4中任一权利要求所述的镍基耐磨自润滑涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、对基体的待熔覆区域进行精磨处理，然后采用丙酮在超声清洗机内进行超声清洗，得到预处理基体；步骤二、将镍基合金粉末、碳化物陶瓷粉末和镍包石墨粉末进行机械混合均匀，然后放入真空干燥箱中进行烘干处理，得到镍基耐磨自润滑涂层原料粉末；步骤三、采用步骤二中的镍基耐磨自润滑涂层原料粉末对步骤一中的预处理基体进行超高速激光熔覆，形成镍基耐磨自润滑涂层；所述超高速激光熔覆的工艺参数为：采用氩气作为送粉气体和保护气体，利用同轴送粉的方式，激光功率为1.5kW~2.5kW，光斑直径为1mm~3mm，熔覆线速度为12m/min~30m/min，送粉速率为25g/min~45g/min，保护气流量为4L/min~8L/min，搭接率为70%~85%。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤一中所述基体为GH738、Inconel718、Inconel625或Inconel690。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤二中所述镍基合金粉末粒径为15μm~45μm，所述碳化物陶瓷粉末粒径为45μm~75μm，所述镍包石墨粉末粒径为15μm~45μm。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤二中所述烘干处理的温度为75℃~100℃，时间为0.5h~3h。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤三中所述氩气的体积纯度为99.99%以上。2CN115976512A说明书1/6页一种镍基耐磨自润滑涂层及其超高速激光熔覆制备方法技术领域[0001]本发明属于耐磨自润滑涂层技术领域，具体涉及一种镍基耐磨自润滑涂层及其超高速激光熔覆制备方法。背景技术[0002]镍基合金由于具有优异的抗氧化性能、综合机械性能和耐腐蚀性能，在航空航天、交通运输、食品装备、石油化工和原子能发电等领域具有广泛的应用前景。摩擦工况下，镍基合金表面容易发生磨损失效行为，导致零部件的服役寿命降低，产生了不必要的生产成本。目前，常用的提升其表面耐磨性的方法是制备一层具有低摩擦系数的耐磨涂层。[0003]在工业领域，对镍基合金零部件表面进行耐磨涂层制备的工艺通常有堆焊、热喷涂、化学镀和传