1.一种梯度复合涂层,其特征在于,梯度复合涂层为碳化铬涂层,梯度复合涂层中第一涂层包括Cr7C3致密陶瓷层;第二涂层包括颗粒状(Fe,Cr)7C3型碳化铬与基体的复合区;第三涂层包括板条状(Fe,Cr)7C3型碳化铬与基体的复合区以及含碳量和含铬量较少的铁素体区;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,所述第一涂层平均厚度为25-54.55μm,其中Cr7C3致密陶瓷层占所述第一涂层体积的60-70%。
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
278.39-500μm,其中颗粒状(Fe,Cr)7C3型碳化铬占所述第二涂层体积的55-65%,碳化物晶粒尺寸为1-10μm。
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183-
633.9μm,其中板条状(Fe,Cr)7C3型碳化铬呈辐射状向基体方向生长,板条状(Fe,Cr)7C3型碳化铬占所述第二涂层体积的30-50%。
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486.39-1188.45μm;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金属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24-72h;
5)将铬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)将骤5)中的所述基体放入烘箱中于40-60℃干燥10-30min;
7)将步骤6)中预干燥后进行增碳处理的金属基体置于工作台上,用二氧化碳激光器进行扫描,激光功率选用2500-3200W,扫描速度为4-8mm/s,光斑尺寸为10mm×2mm,多道搭接率为20%-35%,熔覆层厚度控制在0.5-2mm;
8)将步骤7)中激光熔覆后的试样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,获得所述金属基体表面的复合耐磨碳化铬涂层。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述增碳剂为HYCPC-01、HYCPC-02或HYCPC-03中的任意一种;厚度为0.2-1.0mm。
8.根据权利要求1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.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述铬铁粉的粒度为600-1000目,纯度为
40%-60%。
10.根据权利要求1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1050-1200℃,升温速度控制在7℃/min,保温时间为5-12h;
所述热处理过程中的保护气为氩气,气体流量为6-8ml/min。