[发明专利]适用于氧-丙烷超音速火焰短距离喷涂的碳化钨/碳化硅基复合材料、涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于氧-丙烷超音速火焰短距离喷涂的碳化钨/碳化硅基复合材料，其特征在于，所述复合材料的组成为：纳米WC粉末：60～75wt％、纳米SiC粉末：10～30wt％、Co金属粉末：5～8wt％、Cr金属粉末：6～10wt％、Nb金属粉末：1～5wt％，Al金属粉末：1.5～4wt％，Re金属粉末：0.5～3wt％。

2.如权利要求1所述的适用于氧-丙烷超音速火焰短距离喷涂的碳化钨/碳化硅基复合材料，其特征在于，所述的纳米WC粉末粒度50～100nm，纳米SiC粉末粒度50～900nm，Co金属粉末粒度0.5～1μm，Cr金属粉末粒度0.5～1μm，Nb金属粉末粒度0.5～1μm，Al金属粉末粒度0.5～1μm，Re金属粉末粒度50～100nm。

3.如权利要求1所述的适用于氧-丙烷超音速火焰短距离喷涂的碳化钨/碳化硅基复合材料，其特征在于，所述的纳米SiC粉末纯度不低于99.9％，Nb金属粉末纯度不低于99.9％，Re金属粉末纯度不低于99.9％。

4.一种适用于氧-丙烷超音速火焰短距离喷涂的碳化钨/碳化硅基复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：合金粉末配方制备

(1)将如权利要求1-3任一项所述的碳化钨/碳化硅基复合材料，在球磨机里面混合15～35小时，经过喷雾干燥获得复合粉末，粒度为15～35μm；

(2)将上一步骤得到的复合粉末置于干燥箱内，100～150℃干燥3～5h后备用；

步骤二：基材表面预处理

(1)通过无水乙醇或丙酮对基材除油、除污至洁净，并干燥；

(2)采用压缩空气动力喷砂方法对上述基材表面进行毛化处理，毛化处理的方式为：选用20～40目白刚玉，喷砂所用压缩空气0.5～0.6Mpa，喷砂距离80～150mm，喷砂角度60～90°；

步骤三：氧-丙烷超音速火焰内孔喷涂

采用氧-丙烷超音速火焰喷涂设备和内孔喷枪，进行喷涂，在基材表面获得碳化钨/碳化硅基复合涂层。

5.根据权利要求4所述的碳化钨/碳化硅基复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤三中喷涂工艺的参数如下：丙烷流量60～70L/min，氧气流量220～240L/min，压缩空气流量350～375L/min，送粉速率35～100g/min，载粉氮气流量10～15L/min，喷涂距离100～300mm，喷涂角度45～90°，喷枪行走速度300～500mm/s。

6.根据权利要求4所述的碳化钨/碳化硅基复合涂层的制备方法，其特征在于，喷涂距离≤150mm。

7.如权利要求4所述的碳化钨/碳化硅基复合涂层的制备方法，其特征在于，所得到的复合涂层厚度为100～500μm，孔隙率＜0.5％，显微硬度＞1150HV_0.2，涂层与基材结合强度≥72Mpa，涂层粗糙度＜Ra 4μm，通过1000h中性盐雾试验，涂层无气泡、锈蚀，抗泥沙冲刷性能是0Cr13Ni5Mo不锈钢的7.5倍以上。