[发明专利]一种铁基耐磨复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁基耐磨复合材料及其制备方法，制备方法包括如下过程：利用激光熔覆的方法，在铁基合金基体材料表面用铁基复合粉体制备铁基耐磨复合涂层，得到复合体；对复合体表面进行抛光、清洁；之后进行激光冲击，实现铁基耐磨复合涂层表面增强处理；将表面经激光冲击的复合体进行循环热处理，消除残余应力；所述铁基复合粉体为微米La₂O₃粉体、微米Al₂O₃粉体和微米FeCrNiSiB粉体经均匀混合、液氮循环深冷处理、干燥后得到，以质量百分数计，铁基复合粉体中含有：0.05％～10％的微米La₂O₃粉体、0.1％～45％的微米Al₂O₃粉体和50％～95％的微米FeCrNiSiB粉体。本发明通过在铁基合金材料表面制备性能良好的复合涂层，提升铁基合金基体使用寿命，对于工程机械的修复再造，具有重大意义。

技术领域

本发明属于耐磨材料技术领域，具体涉及一种铁基耐磨复合材料及其制备方法。

背景技术

在机械制造、石油煤炭、轨道交通、电子芯片等领域，由于零部件的工作环境复杂恶劣，同时又需要保证长时间的运行，导致设备出现磨损、划伤以及腐蚀等现象，导致零部件最终失效甚至报废。相关数据显示，由于工业行业每年因为腐蚀和磨损等原因所造成的机器损坏、失效和报废的成本高达数千亿元。同时，数据还显示，每年的工程机械设备报废数量将高达150万台，这不仅意味着每年会因维护不当造成大量的机械设备报废，而且这会对自然环境造成巨大的压力，不利于工业的可持续发展。

为了实现可持续发展，可以对于工程机械进行修复再造后实现再利用，降低生产制造成本和能源压力。

激光熔覆作为再制造领域的重要技术手段，可以实现基体材料的表面增材制造，以低成本的方式对缺陷表面进行处理，使其可以提高零部件的服役寿命，降低了更换设备或零部件的较高成本。由于铁基合金具有良好的综合性能以及较高的性价比，广泛应用于激光熔覆的再制造过程中，可以在不同基体材料上实现有效地再制造。但由于激光熔覆的工艺参数依赖单一合金，导致制备出的涂层存在应力不均、粗大的柱状晶以及容易开裂等问题，这严重影响了涂层的综合力学性能，降低了涂层对基体材料的保护作用。其中关于耐磨损性能的影响最为严重，对于长期服役的零部件，这一指标对其尤为重要，长期的震动、磨损以及划伤会导致涂层以微裂纹的方式逐渐扩展到宏观裂纹，最终降低了涂层的使用寿命。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铁基耐磨复合材料及其制备方法，本发明通过在铁基合金材料表面制备性能良好的复合涂层，提升铁基合金基体使用寿命，对于工程机械的修复再造，具有重大意义。

本发明采用的技术方案如下：

一种铁基耐磨复合材料的制备方法，包括如下过程：

利用激光熔覆的方法，在铁基合金基体材料表面用铁基复合粉体制备铁基耐磨复合涂层，得到复合体；

对复合体表面进行抛光、清洁；

对表面进行了抛光、清洁后的复合体表面进行激光冲击，实现铁基耐磨复合涂层表面增强处理；

将表面经激光冲击的复合体进行循环热处理，消除残余应力；

所述铁基复合粉体为微米La₂O₃粉体、微米Al₂O₃粉体和微米FeCrNiSiB粉体经均匀混合、液氮循环深冷处理、干燥后得到，以质量百分数计，铁基复合粉体中含有：铁基复合粉体中含有：0.1％～1.5％的微米La₂O₃粉体、1％-20％的微米Al₂O₃粉体和余量的微米FeCrNiSiB粉体。