0mm/s ;所述金属基体3为TC4钛合金基体，所述金属基体3为圆柱状基体，所述熔覆带I的宽度为1.8mm，所述熔覆带I的高度为288 μ m，相邻两条熔覆带I之间的距离与所述熔覆带I宽度的2倍，激光熔覆过程中激光束输出前预通氩气5min?1min ；
[0101]步骤三、采用等离子喷涂工艺向步骤二中具有熔覆骨架的金属基体3表面填充润滑相2，打磨抛光后在金属基体3表面得到减摩耐磨涂层(结构如图2所示)；所述等离子喷涂工艺的具体过程为:
[0102]步骤1.将润滑剂粉末和喷涂粉末按质量比1:8混合均匀，得到混合粉末，所述润滑剂粉末为石墨粉末，所述喷涂粉末为铁粉；
[0103]步骤2.采用等离子喷涂设备将步骤I中所述混合粉末喷涂于具有熔覆骨架的金属基体3表面，自然冷却至室温后得到润滑相2，所述等离子喷涂设备的工作电流为700A，工作电压为30V，氩气流量为0.8L/s，氢气流量为0.7L/s，载气流量为0.lL/s，送粉率为4g/min，喷涂距离为100mm，喷枪移动速度为400mm/s，所述润滑相2的厚度不小于所述恪覆带I的高度。
[0104]采用MS-T3000摩擦磨损试验仪在室温条件下测试金属基体表面减摩耐磨涂层的摩擦磨损性能(试验条件同实施例1)，在室温条件下测得其平均摩擦系数为0.184，5h后的磨损体积为5.81mm3，说明本实施例在金属基体表面制备的减摩耐磨涂层具有良好的减摩耐磨性能。
[0105]实施例11
[0106]本实施例包括以下步骤:
[0107]步骤一、将耐磨粉末与金属粉末按质量比1:6混合均匀，得到熔覆粉末，所述耐磨粉末为金刚石粉末，所述金属粉末为铁粉；
[0108]步骤二、采用同步送粉的方式，按照预设的网格状扫描轨迹，在气压为0.4MPa的氩气保护气氛下，将步骤一中所述熔覆粉末在金属基体3表面进行激光熔覆，形成多条横纵交叉的熔覆带1，多条横纵交叉的熔覆带I构成呈网格状结构的熔覆骨架；所述激光熔覆的激光功率为2968W，光斑直径为1.7mm，送粉率为16g/min，扫描速度为23mm/s ;所述金属基体3为TC6钛合金基体，所述金属基体3为圆柱状基体，所述熔覆带I的宽度为1.5mm，所述熔覆带I的高度为463 μ m，相邻两条熔覆带I之间的距离与所述熔覆带I宽度的3倍，激光熔覆过程中激光束输出前预通氩气5min?1min ；
[0109]步骤三、采用等离子喷涂工艺向步骤二中具有熔覆骨架的金属基体3表面填充润滑相2，打磨抛光后在金属基体3表面得到减摩耐磨涂层(结构如图2所示)；所述等离子喷涂工艺的具体过程为:
[0110]步骤1.将润滑剂粉末和喷涂粉末按质量比1:6混合均匀，得到混合粉末，所述润滑剂粉末为六方氮化硼粉末，所述喷涂粉末为镍粉；
[0111]步骤2.采用等离子喷涂设备将步骤I中所述混合粉末喷涂于具有熔覆骨架的金属基体3表面，自然冷却至室温后得到润滑相2，所述等离子喷涂设备的工作电流为750A，工作电压为35V，氩气流量为0.8L/s，氢气流量为0.lL/s，载气流量为0.15L/s，送粉率为3g/min，喷涂距离为100mm，喷枪移动速度为450mm/s，所述润滑相2的厚度不小于所述恪覆带I的高度。
[0112]采用MS-T3000摩擦磨损试验仪在室温条件下测试金属基体表面减摩耐磨涂层的摩擦磨损性能(试验条件同实施例1)，在室温条件下测得其平均摩擦系数为0.21，5h后的磨损体积为5.12mm3，说明本实施例在金属基体表面制备的减摩耐磨涂层具有良好的减摩耐磨性能。
[0113]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、将耐磨粉末与金属粉末按质量比1: (5?10)混合均匀，得到熔覆粉末，所述耐磨粉末为碳化钨粉末、碳化钛粉末、立方氮化硼粉末或金刚石粉末，所述金属粉末为铁粉、钴粉、镍粉或钛粉； 步骤二、采用同步送粉的方式，按照预设的网格状扫描轨迹，在气压为0.0lMPa?IMPa的氩气保护气氛下，将步骤一中所述熔覆粉末在金属基体(3)表面进行激光熔覆，形成多条横纵交叉的熔覆带(I)，多条横纵交叉的熔覆带(I)构成呈网格状结构的熔覆骨架；所述激光熔覆的激光功率为100W?10KW，光斑直径为0.1mm?6mm，送粉率为lg/min?40g/min,扫描速度为20mm/s?30mm/s ； 步骤三、采用等离子喷涂工艺、涂覆工艺或化学复合镀工艺向步骤二中具有熔覆骨架的金属基体(3)表面填充润滑相(2)，打磨抛光后在金属基体(3)表面得到减摩耐磨涂层。2.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述恪覆带(I)的宽度为0.5mm?6mm，所述恪覆带(I)的高度为50μηι?1200 μ??ο3.按照权利要求1或2所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤二中相邻两条熔覆带(I)之间的距离为所述熔覆带(I)宽度的I?5倍。4.按照权利要求1或2所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤三中所述润滑相(2)的厚度不小于所述熔覆带(I)的高度。5.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，所述等离子喷涂工艺的具体过程为: 步骤1.将润滑剂粉末和喷涂粉末按质量比1: (5?10)混合均匀，得到混合粉末，所述润滑剂粉末为六方氮化硼粉末或石墨粉末，所述喷涂粉末为镍粉或铁粉； 步骤2.采用等离子喷涂设备将步骤I中所述混合粉末喷涂于具有熔覆骨架的金属基体(3)表面，自然冷却至室温后得到润滑相(2)，所述等离子喷涂设备的工作电流为600Α?800Α，工作电压为25V?35V，氩气流量为0.5L/s?lL/s，氢气流量为0.5L/s?lL/s，载气流量为0.1L/s?0.2L/s，送粉率为3g/min?5g/min，喷涂距离为90mm?110mm，喷枪移动速度为 350mm/s ?450mm/s。6.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，所述涂覆工艺的具体过程为: 步骤1.将润滑剂粉末和环氧树脂在温度为90°C?110°C的条件下混合均匀，然后加入固化剂搅拌均匀，得到涂覆胶体；所述润滑剂粉末和环氧树脂的质量比为1: (5?8)，所述润滑剂粉末为六方氮化硼粉末或二硫化钼粉末，所述固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑； 步骤2.将步骤I中所述涂覆胶体均匀涂覆于具有熔覆骨架的金属基体(3)表面，固化后得到润滑相(2)。7.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，所述化学复合镀工艺的具体过程为:将表面具有熔覆骨架的金属基体(3)置于渡液中进行化学复合镀处理，在金属基体(3)表面形成润滑相(2);所述渡液中的组分为:硫酸镍25g/L?35g/L，次亚磷酸钠25g/L?35g/L，柠檬酸钠15g/L?25g/L，纳米氟化钙210g/L?220g/L，十二烷基硫酸钠0.5g/L?lg/L，所述渡液的pH值为4?5，渡液的温度为80°C?90°C，化学复合锻处理的时间为30min?60min。8.按照权利要求1所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述激光熔覆的激光功率为100W?5000KW，光斑直径为0.5mm?2mm，送粉率为5g/min?20g/min，扫描速度为20mm/s?25mm/s。9.按照权利要求8所述的一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，其特征在于，所述激光熔覆的激光功率为3000W，光斑直径为1mm，送粉率为15g/min，扫描速度为20mm/s。
【专利摘要】本发明公开了一种在金属基体表面制备减摩耐磨涂层的方法，该方法为：一、将耐磨粉末与金属粉末混合均匀，得到熔覆粉末；二、将熔覆粉末在金属基体表面进行激光熔覆，形成多条横纵交叉的熔覆带，多条横纵交叉的熔覆带构成呈网格状结构的熔覆骨架；三、向金属基体表面填充润滑相，打磨抛光后在金属基体表面得到减摩耐磨涂层。本发明通过激光熔覆的工艺在金属基体表面制备的熔覆骨架具有非常高的硬度值，该熔覆骨架在磨损过程中能够起到分散载荷的作用，有效阻止金属基体表面塑性变形的积累，同时，该熔覆骨架的网格状结构对后续润滑相的成膜过程起到了支撑作用。
【IPC分类】C23C4/12, C23C18/36, B05D7/24, C23C24/10, B05D7/14
【公开号】CN104962909
【申请号】CN201510464721
【发明人】李争显, 王培 , 黄春良, 王少鹏, 叶源盛
【申请人】西北有色金属研究院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年8月1日