[发明专利]一种碳化钨梯度复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度复合涂层，其特征在于，梯度复合涂层为碳化钨涂层，梯度复合涂层中第一涂层包括碳化钨致密陶瓷层；第二涂层包括碳化钨颗粒局部团聚区；第三涂层包括碳化钨颗粒梯度分散区；且所述第一涂层、所述第二涂层和所述第三涂层依次呈梯度分布。

2.如权利要求1所述的梯度复合涂层，其特征在于，所述第一涂层的平均厚度为50-150μm，其中碳化钨致密陶瓷层占所述第一涂层体积的80-100％。

3.如权利要求1所述的梯度复合涂层，其特征在于，所述第二涂层的平均厚度为30-100μm，其中碳化钨颗粒局部团聚区占所述第二涂层体积的50-80％。

4.如权利要求1所述的梯度复合涂层，其特征在于，所述第三涂层的平均厚度为20-70μm，其中碳化钨颗粒梯度分散区占所述第三涂层体积的30-60％。

5.如权利要求1至4中任一项所述的梯度复合涂层，其特征在于，梯度复合涂层总厚度为100-320μm；所述基体为低碳钢或低碳合金钢。

6.一种制备如权利要求1所述梯度复合涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将基体表面酸洗后，依次酸洗、打磨和酒精或丙酮酮超声清洗；所述基体为低碳钢或低碳合金钢；

2)将除锈清洗后的低碳钢或低碳合金钢表面涂覆一层增碳剂，所述增碳剂用酒精或丙酮调至糊状后涂敷在所述基体表面；

3)再在其上涂覆一层厚度为2-4mm的保温涂层；

4)将步骤3)中涂覆有保温涂层的金属基体放入高频感应器中进行表层增碳处理，表层增碳的温度控制在900-950℃之间，增碳时间为24-65h；

5)将钨铁粉均匀覆盖在步骤4)中进行增碳处理后的所述基体上；

6)将步骤5)中的所述基体放入烘箱中于150-200℃预干燥4.5-6h；

7)将步骤6)中预干燥后进行增碳处理的金属基体置于工作台上，用二氧化碳激光器进行激光熔覆，激光功率选用1100-1700W，扫描速度为4-8mm/s；光斑尺寸为10mm×2mm，多道搭接率为20％-28％，熔覆层厚度控制在2-4mm；

8)将步骤7)中激光熔覆后的试样放入具有气氛保护的保温炉内保温内进行热处理，最后随炉冷却至室温，获得所述金属基体表面的复合耐磨碳化钨涂层。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述增碳剂为HYCPC-01、HYCPC-02或HYCPC-03中的任意一种，增碳剂厚度为0.2-1.2mm。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述其保温涂层包括下述质量比的原料：

九水合硅酸钠10％，去离子水30～40％，纳米SiO₂2～4％，空心陶瓷微珠8～25％，硅酸铝纤维3～9％，SiO₂气凝胶浆料8～28％，六钛酸钾晶须0～2％，金红石型TiO₂0～2％，钛溶胶0～8％。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钨铁粉的粒度为240-400目，纯度为40％-50％。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤8)中，热处理的工艺如下：

激光熔覆后的所述基体放入具有气氛保护的保温炉中从室温升温至1000-1180℃，升温速度控制在6℃/min，保温时间为1-8h；

所述热处理过程中的保护气为氩气，气体流量为5-8ml/min。