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专利号: 2018111498790
申请人: 西安文理学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种梯度复合涂层,其特征在于,梯度复合涂层为碳化钒涂层,梯度复合涂层中第一涂层包括颗粒状碳化钒V7C8、短棒状碳化钒V2C与基体的复合区;第二涂层包括颗粒状碳化钒V7C8、菊花状碳化钒V4C3与基体的复合区;第三涂层包括颗粒状碳化钒V7C8与基体的复合区以及含碳量和含钒量较少的基体区,且所述第一涂层、所述第二涂层和所述第三涂层依次呈梯度分布。

2.如权利要求1所述的梯度复合涂层,其特征在于,所述第一涂层的平均厚度为34-

68.32μm,颗粒状碳化钒V7C8和短棒状碳化钒V2C占所述第一涂层体积的50-70%,晶粒尺寸为1-3μm。

3.如权利要求1所述的梯度复合涂层,其特征在于,所述第二涂层的平均厚度为

266.58-523.5μm,其中颗粒状碳化钒V7C8和菊花状碳化钒V4C3占所述第二涂层体积的30%-

50%,晶粒尺寸为3-5μm。

4.如权利要求1所述的梯度复合涂层,其特征在于,所述第三涂层的平均厚度为357-

673.9μm,且颗粒状碳化钒V7C8占所述第三涂层体积的10-30%,晶粒尺寸为1-3μm。

5.如权利要求1至4中任一项所述的梯度复合涂层,其特征在于,梯度复合涂层总厚度为657.58-1265.72μm;所述基体为低碳钢或低碳合金钢。

6.一种制备如权利要求1所述梯度复合涂层的方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)将基体表面除锈后,依次酸洗、打磨和酒精或丙酮超声清洗,所述基体为低碳钢或低碳合金钢;

2)将除锈清洗后的低碳钢或低碳合金钢表面涂覆一层增碳剂,所述增碳剂用酒精或丙酮调至糊状后涂敷在所述基体表面;

3)再在其上涂覆一层保温涂层;其中,保温涂层的厚度为1-2mm;

4)将步骤3)中涂覆有保温涂层的所述基体放入高频感应器中进行表层增碳处理,表层增碳的温度控制在900-950℃之间,增碳时间为24-96h;

5)将钒铁粉均匀覆盖在步骤4)中进行增碳处理后的所述基体上;

6)将步骤5)中的所述基体放入烘箱中于30-50℃预干燥10-30min;

7)将步骤6)中预干燥后的所述基体置于工作台上,用二氧化碳激光器进行激光熔覆;

激光熔覆的工艺参数如下:激光功率选用2000-3000W,扫描速度为5-7mm/s,光斑尺寸为

10mm×2mm,多道搭接搭接率为15%-30%,熔覆层厚度控制在0.5-1.5mm;

8)将步骤7)中激光熔覆后的所述基体放入具有气氛保护的保温炉内进行热处理,最后随炉冷却至室温,获得所述低碳钢或低碳合金钢基体表面的复合耐磨碳化钒涂层。

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述增碳剂包括石墨粉,所述石墨粉的粒度为600-1000目,纯度为85-95%;厚度为0.2-1.0mm。

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述保温涂层包括下述质量比的原料:九水合硅酸钠10%,去离子水30~40%,纳米SiO22~4%,空心陶瓷微珠8~25%,硅酸铝纤维3~9%,SiO2气凝胶浆料8~28%,六钛酸钾晶须0~2%,金红石型TiO20~2,钛溶胶0~8%。

9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述钒铁粉的粒度为600-1000目,纯度为

40%-60%。

10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤8)中热处理的工艺如下:激光熔覆后的所述基体放入具有气氛保护的保温炉中从室温升温至1000-1180℃,升温速度控制在7℃/min,保温时间为3-15h;

所述热处理过程中的保护气为氩气,气体流量为4-8ml/min。