[发明专利]一种耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件

权利要求书

1.一种耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于包括基体(1)和制备于基体(1)工作面的仿生工作层；所述的基体(1)为铬镍系耐热钢；仿生工作层包括由镍基自熔性合金制成的仿生非对称结构的网格骨架(2)和填充在网格骨架孔隙中并具有凸起结构的镍基金属陶瓷两部分；网格骨架孔隙包括沿着磨料冲蚀方向依次排布的圆柱形孔隙(23)、菱柱形孔隙(22)和正六棱柱形孔隙(21)；圆柱形孔隙(21)交错排列，排布面积为仿生工作层面积的1/3～1/2，且圆柱形孔隙(21)的直径d变化范围为5～20mm；正六棱柱形孔隙(23)交错排列，其内切圆直径为D，D＝2d；圆柱形孔隙(21)与正六棱柱形孔隙(23)之间的过渡区由菱柱形孔隙(22)填充完成过渡，菱柱形孔隙(22)的内角为60°、120°，且其长对角线方向垂直于冲蚀方向。

2.根据权利要求1所述的耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于相邻圆柱形孔隙(21)的间距为S1，S1的尺寸范围为2～3mm，相邻正六棱柱形孔隙(23)的间距为S2,S2＝2S1，菱柱形孔隙(22)与相邻的圆柱形孔隙(21)之间的间距为S5，菱柱形孔隙(22)与相邻的正六棱柱形孔隙(23)之间的间距为S6，S5＝S6＝S1；所述圆柱形孔隙(21)与相邻的正六棱柱形孔隙(23)中心横向间距为S3，与相邻菱柱形孔隙(22)中心横向间距为S4，S3＝S4＝(d+S1)/2。

3.根据权利要求1所述的耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于所述菱柱形孔隙(22)棱线处圆弧过渡，圆角半径为1～2mm。

4.根据权利要求1所述的耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于所述正六棱柱形孔隙(23)中有两个内侧面平行于冲蚀方向,正六棱柱形孔隙(23)棱线处圆弧过渡，圆角半径为1～2mm。

5.根据权利要求1所述的耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于所述网格骨架(2)的高度H1为1～2mm，镍基金属陶瓷凸起结构的高度H2为2mm；其中圆柱形孔隙(21)中的镍基金属陶瓷凸起结构为球形，菱柱形孔隙(22)中的镍基金属陶瓷凸起结构为菱锥形，正六棱柱形孔隙(23)中的镍基金属陶瓷凸起结构为正六棱台形。

6.根据权利要求5所述的耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于所述菱锥形凸起结构及正六棱台形凸起结构的边缘与基体(1)工作面呈圆角过渡，圆角半径等于凸起结构的凸起高度H2-H1。

7.根据权利要求1所述的耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于所述网格骨架(2)由镍基自熔性合金粉末通过激光3D打印方法制成，其化学成分按质量百分含量为：C：0.4～1.1，Si：3.5～5.5，B：2.0～4.5，Cr：14～26.5，Fe：≤5.0，Ni：余量；合金粉末粒度范围为-150～+320目。

8.根据权利要求1或7所述的耐高温冲蚀磨损的耦合仿生零部件，其特征在于所述镍基金属陶瓷为在镍基金属自熔性合金粉末中添加10wt％～30wt％的WC颗粒混合而成，其中镍基金属自熔性合金粉末的化学成分按质量百分含量为：C：0.4～1.1，Si：3.5～5.5，B：2.0～4.5，Cr：14～26.5，Fe：≤5.0，Ni：余量；镍基金属自熔性合金粉末粒度范围为-150～+320目；WC颗粒粒径为2～100μm。