[发明专利]具有多级岛状结构耐磨涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种具有多级岛状结构耐磨涂层的制备方法，其特征在于，它是在预处理的基体表面先喷涂粉末，再利用激光熔覆重熔喷涂层，之后依次增加能生成陶瓷相的粉末含量进行一次或多次激光熔覆直到涂层的硬度、韧性或者延展性达到设计要求，从而形成自TiAl基体到涂层表面陶瓷强化相含量成梯度增加的、具有多级岛状结构的复合熔覆层；喷涂粉和激光熔覆粉均选自基础粉Ti和Al， 形成强化相的TiC和石墨粉，以及起强化作用的合金元素粉末Cr、Mo和Nb，其中Ti、Al和TiC是必选粉末，Nb、Cr、Mo和石墨是能生成陶瓷相的粉末；详细制备步骤为：

第一步：粉体准备

按照要求准备粉末，喷涂粉和激光熔覆粉均选自Ti、Al、TiC、Nb、Cr、Mo和石墨，配比的范围按照摩尔比分别为：9：9：（1~2）：（1~4）：（1～4）：（1~4）：1；

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：粉末喷涂

在预处理的工件表面利用等离子预喷涂合金粉获得厚度为1mm~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：激光重熔

对预喷涂合金粉的工件进行不加粉激光重覆，激光熔覆工艺参数为：熔覆功率1000 W-2000 W、熔覆速率8-10 mm/s；

第五步：激光熔覆

调整粉末比例和种类进行第一次激光熔覆，激光熔覆粉还是选自Ti、Al、TiC、Nb、Cr、Mo和石墨，配比的范围按照摩尔比分别为：9：9：（1~2）：（1~4）：（1～4）：（1~4）：1；与第一步的喷涂粉相比，提高能生成陶瓷相的粉末质量，相应降低激光熔覆速率20-25%，激光熔覆工艺参数为：熔覆功率1000 W-2000 W、熔覆速率6-8 mm/s；

当涂层硬度或厚度达不到设计要求时，再次调整激光熔覆粉比例和种类进行第二次激光熔覆，粉末还是选自Ti、Al、TiC、Nb、Cr、Mo和石墨，配比的范围按照摩尔比分别为：9：9：（1~2）：（1~4）：（1～4）：（1~4）：1；与第一次激光熔覆粉相比，提高能生成陶瓷相的粉末质量，激光熔覆工艺参数和第一次激光熔覆一样；

如此反复，逐步提高能生成陶瓷相的粉末质量，直到涂层厚度或硬度达到预先要求，从而获得岛状形态的陶瓷相均匀分布在TiAl基体上的结构形态，岛状陶瓷相的尺寸、数量从基体到表层沿厚度方向逐渐增大和增多。

2.如权利要求1所述的具有多级岛状结构耐磨涂层的制备方法，其特征在于，所述的Ti、Al、Nb、Cr、Mo和石墨粉粒度为45-75μm，所述的TiC粉粒度为10-20μ m。