[发明专利]一种超高硬度激光熔覆复合涂层材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高硬度激光熔覆复合涂层材料及其制备方法，涂层由Ni、Mo、Si、Nb、C五种元素组成，Ni、Mo、Si以等摩尔比单质存在且质量百分比之和为85％‑95％，余量为化合物NbC；上述单元素粉末粒度均为100‑300目，涂层厚度为0.8‑2mm，主要物相为Mo₂Ni₃Si和Ni₃Mo₃C，平均硬度为1200‑1800HV；先将单元素粉末球磨混合，粉末调至粘稠状预置在基体表面烘干，再进行激光熔覆得到镍基复合涂层。所得熔覆层组织细小均匀，无明显的气孔和裂纹，与基体材料之间完全冶金结合，在机械零部件表面制备涂层可实现零件的表面改性及修复。

技术领域

本发明属于材料表面强化技术领域，具体涉及一种超高硬度激光熔覆复合涂层材料及其制备方法。

背景技术

激光熔覆技术是通过在基材的表面添加熔覆材料，利用高能密度激光束使之与基材表面薄层一起熔凝，与基体形成冶金结合熔覆复合涂层的新型表面改性技术。它通过采用“涂层+基体”模式，在低成本基体上制备耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化、隔热、绝缘、热辐射、抗辐射、导电和生物功能等多种特性的表面强化层，既可形成几微米至几毫米厚且比较均匀的强化涂层，又可使强化涂层与被强化材料之间实现冶金结合，可以有针对性地提高材料的相关表面性能，是一种应用前景广阔的有效强化手段。与常规热处理相比，激光熔覆能够进行局部处理，而且具有工件变形小、冷却速度快、工作效率高、合金元素消耗少、不需要淬火介质、清洁无污染、易于实现自动化等优点，具有很好的发展前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高硬度激光熔覆复合涂层材料，首次通过激光熔覆制得以Laves相与η相双相强化且具有超高硬度的金属硅化物基复合涂层。

本发明的另一目的在于提供上述超高硬度激光熔覆复合涂层材料的制备方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

本发明的超高硬度激光熔覆复合涂层材料，所述熔覆复合涂层由Ni、Mo、Si、Nb、C五种元素组成，Ni、Mo、Si以等摩尔比单质存在，且上述三种元素的质量百分比之和为85％-95％，余量为化合物NbC；其中：

所述Ni、Mo、Si、Nb、C的单元素粉末粒度均为100-300目；

所述熔覆复合涂层的厚度为0.8-2mm，主要物相为Mo₂Ni₃Si和Ni₃Mo₃C；

所述熔覆复合涂层的平均硬度为1200-1800HV。

进一步，所述熔覆复合涂层由Ni、Mo、Si、Nb、C五种元素组成，其中，Ni、Mo、Si以等摩尔比单质存在，且上述三种元素的质量百分比之和为85％，余量为化合物NbC，涂层平均硬度为1700HV。

进一步，所述熔覆复合涂层由Ni、Mo、Si、Nb、C五种元素组成，其中，Ni、Mo、Si以等摩尔比单质存在，且上述三种元素的质量百分比之和为95％，余量为化合物NbC，且涂层平均硬度为1300HV。

上述超高硬度激光熔覆复合涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粒度为100-300目的上述单元素粉末按照合金配比在球磨机中进行粉末混合1-3小时，得到均匀粉体；

(2)清理打磨基体表面，并擦净，吹干；用二丙酮醇溶液将粉末调至粘稠状预置在基体表面并自然风干，再在干燥箱内烘干2-3小时，干燥温度为150-200℃，其厚度为0.8-1.6mm；