[发明专利]一种层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层及制备方法

权利要求书

1.一种层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层，其特征在于，它是在预处理的基体表面通过低压等离子喷涂方法喷涂合金粉获得合金层，之后利用等离子喷涂之后的预热在合金层表面再通过等离子熔射技术熔射合金粉和陶瓷粉的混合粉获得柱状结构的复合熔覆层，循环往复，直到获得沿厚度方向性能连续变化的多层的层、柱交替梯度结构，要求喷涂用的等离子炬和熔射用的等离子发生器以相同的速度和轨迹运动，等离子熔射时，工件是阳极，形成的是转移弧；

所述的合金粉选自Ni、Cr、Ti、Al、Co、Cu、Si 金属粉体，粒度45-75μm，所述的陶瓷粉选自WC、B₄C、SiC、TiO₂、ZrO₂、Cr₂O₃、Al₂O₃粉体，粒度35-45μm。

2.如权利要求1所述的层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层，其特征在于，所述的混合粉，是由5-30wt%的合金粉和余量的陶瓷粉混合而成的。

3.如权利要求1所述的层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层，其特征在于，所述合金层和复合熔覆层中的合金粉，均由(0~90)wt%的Ni+Cr或/和(0~90)wt%的Ti+Al混合粉末，以及余量的Co+Cu+ Si混合粉末组成的， 要求Co+Cu+ Si混合粉末中三种元素配比为等摩尔。

4.如权利要求1所述的层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层，其特征在于，所述的复合熔覆层中的陶瓷粉是由（45~95）wt%的WC或/和（2~25）wt%的B₄C或/和（1~10）wt%的SiC陶瓷粉和余量的TiO₂+ ZrO₂₊Cr₂O₃+ Al₂O₃混合粉末组成的；要求TiO₂+ ZrO₂₊Cr₂O₃+ Al₂O₃混合粉末中四种粉末为等摩尔配比。

5.一种如权利要求1-4任一所述的层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层的制备方法，其特征在于，

第一步：粉体准备

按照要求准备合金粉和陶瓷粉；

第二步：工件表面预处理

预处理包括酸浸泡、水冲洗、碱水浸泡、温水清洗、干燥和喷砂粗化处理工序；

第三步：等离子喷涂

采用低压等离子喷涂方法，在预处理的工件表面喷涂合金粉获得厚度为0.2~0.3mm的合金层，等离子喷涂工艺参数为：电压50V、电流150A、喷涂距离为50-100mm，送粉率为30~50g/min；合金层平均硬度为330~440HV_0.3；

第四步：等离子熔射

在等离子喷涂过后获得具有层状结构的合金层上，利用等离子喷涂之后的预热，通过等离子发生器进行等离子熔射，要求喷涂用的等离子炬和熔射用的等离子发生器以相同的速度和轨迹运动，等离子束熔射时，工件是阳极，形成的是转移弧，冷却以后形成厚度为0.8~1.2mm的熔覆层，平均硬度达670-1240 HV_0.3；等离子束熔射流电压50V、电流150A、距离为20mm，送粉率为50g/min；

第五步：重复等离子喷涂与等离子熔射

根据需要再次等离子喷涂，之后再进行等离子熔射，如此反复，从而获得沿厚度方向性能连续变化的多层的层、柱交替梯度结构，提高涂层材料的抗冲击性能，涂层总厚度达2.5~3.0mm。

6.一种如权利要求1-4任一所述的层片状和柱状复合结构的耐蚀耐磨涂层在ZGMn13材料的闸阀、304不锈钢材料的闸阀、316不锈钢材料的闸阀、Q235钢或Q255钢的表面强化上的应用。