[发明专利]一种高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用金属作为包覆材料，金属陶瓷颗粒作为被包覆材料，用金属包覆金属陶瓷颗粒制成喷涂粉末原料；

其中，作为包覆材料的金属与作为被包覆材料的金属陶瓷颗粒所用的金属相同或热物理性能相近；

作为被包覆材料的金属陶瓷颗粒为由致密的金属粘接相将陶瓷颗粒相粘结在一起构成牢固的金属陶瓷颗粒；

2)采用热喷涂方法将步骤1)制得的喷涂粉末原料加热至作为包覆材料的金属相完全熔化或接近完全熔化的状态，形成被包覆材料的金属陶瓷颗粒芯部不熔化的半熔粒子，碰撞金属基体后喷涂沉积在金属基体表面形成金属陶瓷涂层，即高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层。

2.根据权利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，步骤2)中，热喷涂操作时，作为包覆材料的金属熔化后与被包覆材料金属陶瓷颗粒中的金属粘接相形成冶金结合，并填充在未熔化的金属陶瓷颗粒形成的孔隙中，形成致密的金属-金属陶瓷复合涂层。

3.根据权利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，作为包覆材料的金属占金属和被包覆金属陶瓷颗粒总质量的30％～45％；作为包覆材料的金属选用Ni、NiCo、或NiCr合金；且作为被包覆材料的金属陶瓷颗粒具有近球形形貌，颗粒尺寸为30～150μm。

4.根据权利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，作为被包覆材料的金属陶瓷颗粒为Co基WC金属陶瓷颗粒，Co基WC金属陶瓷颗粒中Co的质量分数为5％～17％；

或者为NiCr基Cr₃C₂金属陶瓷颗粒，NiCr基Cr₃C₂金属陶瓷颗粒中NiCr的质量分数为15％～25％。

5.根据权利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，金属基体包括铁基合金、铝合金、铜或Ni基合金，使用时金属基体的表面经清洁及喷砂粗糙化处理。

6.根据权利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，金属陶瓷颗粒的硬度大于Hv1000，且其硬度显著大于金属基体的硬度。

7.根据权利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，步骤1)中，采用机械合金法或水热还原法制备金属包覆金属陶瓷颗粒的喷涂粉末原料。

8.根据权利要求1所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层制备方法，其特征在于，步骤2)中，热喷涂方法为等离子喷涂、普通火焰喷涂或超音速火焰喷涂。

9.采用权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制得的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层，其特征在于，该耐磨涂层具有粗糙的表面结构：在磨损过程中，金属被优先磨损，金属陶瓷颗粒无磨损，以半球结构凸浮于涂层表面，保证涂层表面的高粗糙度，实现磨损过程中原位再生。

10.如权利要求9所述的高粗糙度可再生的高摩擦系数耐磨涂层，其特征在于，该耐磨涂层厚度在0.15～5mm范围内可调。