[发明专利]一种强化涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合钢管制造领域，具体涉及一种强化涂层的制备方法。

技术背景

目前复合管材的生产方法不多，主要有套构法，离心浇注，双金属离心浇注，复合材料焊接，SHS-离心法（自蔓延-离心法）等。研究发现离心力对自蔓延反应的燃烧过程影响巨大，可以通过离心力控制燃烧过程，SHS-离心法能很好地解决强化相与基体合金之间的界面结合问题，与其他工艺相比，其特点在于：①流程短，操作简单，便于制造筒、套、管、辊类双金属或多层金属铸件；②显著提高金属液的补偿能力。金属中有夹杂时，气泡易向铸件内表面集中，故铸件致密度高，力学性能好，还可解决铸件偏析状况工艺成品率达95～97％；③易实现过程的机械化和自动化；④燃烧波通过试样时产生的高温可将易挥发杂质排除，提高产品纯度；⑤易用一种较便宜的原料生产另一种高附加值的产品，达到成本低，效益可观的经济目的，因此越来越受到业界的青睐，但现有制备的复合钢管的强化涂层致密性不佳，耐磨耐腐蚀性能不理想。

发明内容

本发明在于客服现有技术制备的强化涂层致密性不好，耐磨耐腐蚀性能不理想的技术问题，提供一种致密性更优，耐磨耐腐蚀性能更强的强化涂层的制备方法。

本发明提出的强化涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1，在基体表面制备第一自熔性合金粉涂层，所述第一自熔性合金粉涂层包括镍基合金粉和/或铁基合金粉；

S2，在步骤S1所得第一自熔性合金粉涂层表面制备混合粉末涂层，所述混合粉末涂层包括混合粉末，所述混合粉末包括钨粉、钛粉和石墨粉；

S3，在步骤S2所得混合粉末涂层表面制备第二自熔性合金粉涂层，所述第二自熔性合金粉涂层包括镍基合金粉和/或铁基合金粉；

S4，将步骤S3所得产物置于感应场中，并离心，采用感应加热下自蔓延-离心法在基体表面制得强化涂层。

本发明制备的强化涂层的致密性更优，耐磨耐腐蚀性能更强，涂层与基体结合性能更好。离心的存在使涂层均匀致密，本发明的方法还能保证高温条件下涂层中各物质不发现流淌、移位和损坏等，保证涂层的均匀。且感应加热能使反应产物、镍基和/或铁基自熔性合金粉及外层碳钢钢管的内表面熔化，在离心力作用下，镍基和/或铁基自熔性合金粉可以渗入自蔓延产物的空隙中，并在表面形成均匀不流淌的涂层熔浆，本发明的制备方法中硬质相与粘结相均匀融合，涂层与外层钢管内表面之间实现冶金结合，待产物冷却后，即可制成耐磨的强化涂层。同时感应加热使自蔓延反应更充分，形成的涂层与基体结合性更好。本发明的SHS-离心法感应熔覆金属的方法，原料直接采用合金粉、钨粉、钛粉和石墨粉等，价格较低，大大降低了成本。本发明的制备方法具有方法工艺简单，成本低，特别在应力腐蚀开裂敏感性的氯化物和冲蚀磨损的环境中具有优异的性能，具有广泛的应用前景。

本发明形成的强化涂层中主要含有TiC/WC/(TiW)C和Ni，材料耐磨耐腐蚀性能强，自蔓延高温合成反应主要为Ti＋W＋C→TiC＋TW＋(TiW)C＋J，利用化学反应自身放热制备材料，能充分利用元素间形成化合物时的高能放热反应，除了引发合成反应所必须的少量外加能量，整个反应过程主要依靠物料自身的放热来维持。具有合成时间极短，合成产物晶粒细小，通过控制后续破碎工序，粉末颗粒度可控的优点。

同时本发明采用感应熔覆基体及涂覆层，利用感应线圈通电产生的涡流效应来加热基体及涂覆层，使得涂层熔化与基体粘连，具有周期短、成本低、操作方便的优点。

具体实施方式

本发明提出的强化涂层的制备方法，包括下列步骤：