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机械工程学会摩擦学分会 固体润滑国家重点实验室 摩擦学学报
钢铁表面Sm2O3改性的激光熔覆材料、复合涂层及其制备方法
专利摘要

本发明公开了一种钢铁表面Sm<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;改性的激光熔覆材料、复合涂层及其制备方法。激光熔覆材料由以下质量分数的组分组成：ZrB<subgt;2</subgt; 10～35％，Sm<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt; 0.5～3％，余量为金属粉末。所述金属粉末为Ni基、Fe基或Co基。激光熔覆过程中，熔池中的Sm<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;与其他元素反应，形成稳定的化合物，为晶体凝固提供异质形核的核心。而且，Sm<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;易于吸附在固液界面，形成拖曳效应，阻碍界面的推进，起到更为显著的细化组织的作用，从而显著提高了钢铁基材表面的耐磨性。相较于Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、La<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和CeO<subgt;2</subgt;等稀土氧化物改性的涂层，Sm<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;改性的涂层具有更高的耐磨性。在激光功率3kW，扫描速度300mm/min的条件下，Ni60A+15％ZrB<subgt;2</subgt;+1％Sm<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;涂层的耐磨性可达基材的9.67倍。 ......

基本信息
  • 专利类型:

    发明专利

  • 申请/专利号:

    CN201911000790.2

  • 申请日期:

    2019-10-18

  • 专利申请人:

    山东大学

  • 分类号:

    C23C24/10 ; C22C32/00

  • 发明/设计人:

  • 权利要求: 1.钢铁表面Sm2O3改性的激光熔覆材料，其特征在于：由以下质量分数的组分组成：ZrB215%，Sm2O3 1.0%，余量为金属粉末，金属粉末为Ni60A。2.根据权利要求1所述的钢铁表面Sm2O3改性的激光熔覆材料，其特征在于：金属粉末的粒度为-140~+325目；ZrB2粉末的粒度为-200目；Sm2O3粉末的粒度D50≤10μm。3.一种钢铁表面Sm2O3改性的激光熔覆复合涂层，其特征在于：涂层材料为权利要求1或2所述的激光熔覆材料，基体材料为结构钢、工具钢或特殊性能钢。4.根据权利要求3所述的一种钢铁表面Sm2O3改性的激光熔覆复合涂层，其特征在于：基体材料为45号钢。5. 一种钢铁表面Sm2O3改性的复合涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将钢铁试件表面清理干净后，预铺权利要求1或2所述的ZrB2、Sm2O3 、金属粉末的混合粉末，经激光熔覆，制得复合涂层，激光功率为2~5kW，扫描速度为100~400mm/min，光斑直径为3~4mm，多道搭接的搭接率为30%~50%，氩气流量为5~15L/min，预置粉末的厚度为0.5~1.5mm。6.根据权利要求5所述的钢铁表面Sm2O3改性的复合涂层的制备方法，其特征在于：激光功率为2～4kW，扫描速度为200～350mm/min，光斑直径为3.5~4mm，多道搭接的搭接率为30%~40%，氩气流量为8~12L/min，预置粉末的厚度为0.8~1.2mm。7. 根据权利要求5所述的钢铁表面Sm2O3改性的复合涂层的制备方法，其特征在于：激光功率为3kW，扫描速度为300mm/min，光斑直径为4mm，多道搭接的搭接率为30%，氩气流量为10L/min, 预置粉末的厚度为0.8mm。8. 权利要求5所述制备方法制备得到的复合涂层，其特征在于：基体材料为45号钢；涂层材料为ZrB2 15%，Sm2O3 1%，余量为Ni60A；制备工艺为激光功率3kW，扫描速度300mm/min，光斑直径4mm，多道搭接的搭接率30%，氩气流量10L/min, 预置粉末的厚度0.8mm；其主要物相包括γ-(Ni, Fe)、ZrB2、CrB、Cr23C6、FeB和Ni4B3。9.一种钢铁试件，其特征在于：其表面加工有权利要求3所述的复合涂层。10.一种钢铁试件，其特征在于：其表面加工有权利要求8所述的复合涂层。
原文

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