[发明专利]一种具有优异耐磨抗蚀性的钴基强化无裂纹涂层制备方法

说明书

本发明公布了一种具有优异耐磨抗蚀性的钴基强化无裂纹涂层制备方法，包括下列步骤：(1)将双相不锈钢基材表面的氧化皮和油污去除；(2)称取Stellite 6、Inconel 625、WC陶瓷颗粒，三种材料粉末；(3)均匀混合三种粉末并干燥；(4)设置工艺参数，对双相不锈钢基材表面进行激光熔覆；(5)精加工。本发明选用钴基合金中应用广泛的Stellite 6作为粉末主体，添加高硬度的WC陶瓷颗粒作为强化剂，加入焊接性能优异的镍基合金Inconel 625粉末，通过变更复合粉末的配比、调整激光熔覆工艺参数来制备涂层。本发明的制备工艺简单，可省去传统的基材预热处理和工件后处理的工序，能够降低制粉成本且解决了钴基陶瓷颗粒复合粉末在实际工程应用中大面积熔覆出现开裂的问题。

技术领域

本发明涉及钴基陶瓷复合涂层裂纹抑制领域，具体涉及一种具有优异耐磨抗蚀性的钴基强化无裂纹涂层制备方法。

背景技术

双相不锈钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，可广泛用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等领域及耐海水耐高温浓硝酸等热交换器和冷淋器及器件中。在双相不锈钢基材表面通常需要激光熔覆一层强化涂层来提升其化学性能，WC陶瓷颗粒和Stellite 6就是制备强化涂层的极好材料。WC陶瓷颗粒是一种高熔点(2870℃)、高硬度(2200HV)及高耐磨性材料，Stellite 6作为一种广泛应用于高温、高磨损、强腐蚀性恶劣工况环境的钴基合金，往其激光熔覆层中添加WC能够显著提升钴基合金的硬度和耐磨损性能。但是，该涂层由于含有大量脆性硬质相，受到激光熔覆这种快速熔凝工艺的特点，在大面积多层熔覆时极易产生裂纹，这限制了钴基陶瓷颗粒复合粉末在实际工程中的应用。

基于此，本发明提出了一种具有优异耐磨抗蚀性的钴基强化无裂纹涂层制备方法，可有效解决以上问题。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种具有优异耐磨抗蚀性的钴基强化无裂纹涂层制备方法，该方法针对钴基合金激光熔覆表面强化工艺极易产生裂纹的问题，通过添加韧性合金成分来抑制裂纹产生。本发明在Stellite 6、WC陶瓷颗粒复合粉中混入韧化合金Inconel 625，通过韧化合金产生的缓释涂层应力的效果，从而达到抑制裂纹产生的目的。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种具有优异耐磨抗蚀性的钴基强化无裂纹涂层制备方法，包括下列步骤：

(1)将双相不锈钢基材表面的氧化皮和油污去除；

(2)称取Stellite 6、Inconel 625、WC陶瓷颗粒，三种材料粉末；

(3)均匀混合三种粉末并干燥；

(4)设置工艺参数，对双相不锈钢基材表面进行激光熔覆；

(5)精加工。

优选的，步骤(1)中，将双相不锈钢基材装夹在铣床上，采用清洗剂清洗风干后，将双相不锈钢基材表面氧化皮铣加工掉，露出光亮的洁净金属表面。

优选的，步骤(2)中，用电子天平称取钴基复合粉末，所述钴基复合粉末中三种粉末按重量百分比计，Stellite 6为60％～100％，Inconel 625为0％～30％，WC陶瓷颗粒为0％～20％。

优选的，步骤(3)中，利用行星式球磨机，将称取好的钴基复合粉末进行均匀混合，球粉质量比为4:1，混合时间为2h，球磨机转速为300rpm，环境为真空，最后将其置于110℃下干燥20min。

优选的，步骤(4)中，对双相不锈钢基材表面进行激光熔覆，设置的工艺参数范围为：激光功率为1500～2000W，采用氩气保护，保护气氩气流量为15～25L/min，激光扫描速度为5～10mm/s，送粉速度为0.8～1.2r/min，道与道之间的搭接率为50％。