技术摘要：
本发明提供了一种复合粉末及其制备方法、一种抗接触疲劳涂层及其制备方法，属于表面工程技术领域。本发明提供的复合粉末，由包含以下质量份数的原料经混合得到：75～90份铁钛合金粉末、4～20份硅酸盐矿物粉末、4～10份石墨和0.5～2份稀土氧化物；所述稀土氧化物包括氧  全部
背景技术：
接触疲劳是齿轮、轴承等零件在滚动和循环交变载荷作用下，长时间连续运转，在 滚动工作表面和次表面接触区域产生的不可逆的累积损伤过程。这些零件的工作面(如齿 轮的齿面、滚动轴承内外圈与滚动体接触的区域)在接触压应力的长期反复作用下会引起 表面接触疲劳失效，造成工作面承受法向载荷和切向载荷重复作用的区域形成大量的材料 点蚀、裂纹、甚至剥落分层。许多大型复杂装备常常因为齿轮和轴承等滚动零件表面接触疲 劳失效而导致装备整体失效。通常情况下，在金属零件表面出现早期微观点蚀损伤时，机械 设备一般仍能继续正常工作，但随着点蚀损伤的加重，材料大尺度裂纹和剥落不断增多和 加剧，造成零件运转不正常、可靠性降低。如齿轮在接触疲劳损伤严重时啮合情况恶化，产 生较大的附加冲击力，噪声增大，甚至引起齿根断裂，从而引发更为严重的机械事故。
技术实现要素：
鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合粉末及其制备方法、一种抗接触疲劳涂 层及其制备方法。本发明提供的复合粉末制得的涂层具有良好的抗接触疲劳性能，解决了 传统高硬度熔覆层存在的涂层抗接触疲劳性能差的技术问题。 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案： 本发明提供一种复合粉末，由包含以下质量份数的原料经混合得到： 75～90份铁钛合金粉末、4～20份硅酸盐矿物粉末、4～10份石墨和0.5～2份稀土 氧化物；所述稀土氧化物包括氧化铈、氧化镧或氧化钇。 优选地，所述硅酸盐矿物粉末包括凹凸棒石、蛇纹石、海泡石和蒙脱石中的一种或 多种。 优选地，所述硅酸盐矿物粉末的平均粒径为0.4～1.6μm。 优选地，所述铁钛合金粉末包括以下质量百分含量的元素组分：25～40％Ti、8～ 9.5％Al、3～4.5％Si、C≤0.15％、P≤0.04％、S≤0.04％、2～2.5％Mn和余量Fe。 本发明还提供了上述技术方案所述复合粉末的制备方法，包括以下步骤： 将铁钛合金粉末、硅酸盐矿物粉末、石墨和稀土氧化物混合，得到混合物料； 将所述混合物料进行干燥，得到干燥粉末； 在保护气氛下，将所述干燥粉末进行热处理后，得到所述复合粉末； 所述热处理的温度为300～700℃。 本发明还提供了一种抗接触疲劳涂层的制备方法，包括以下步骤： 利用熔覆处理将上述技术方案所述复合粉末或由上述技术方案所述制备方法制 3 CN 111593345 A 说　明　书 2/9 页 得的复合粉末熔覆到金属基体表面，得到抗接触疲劳涂层。 优选地，所述熔覆处理为激光熔覆或等离子熔覆。 优选地，所述激光熔覆的功率密度为250～500W/mm2，扫描速度为5～20mm/s，多道 搭接率为20％，送粉速率为5～15g/min。 优选地，所述等离子熔覆的转移弧电流为140～260A，转移弧电压为25～40V，送粉 气体流量为0.3～0.6m3/h，送粉速率为20～50g/min，焊枪移动速度为40～150mm/min，喷嘴 距离工件基体表面距离为10～15mm，摆动宽度为5～30mm。 本发明提供一种复合粉末，由包含以下质量份数的原料经混合制备得到：75～90 份铁钛合金粉末、4～20份硅酸盐矿物粉末、4～10份石墨和0.5～2份稀土氧化物；所述稀土 氧化物包括氧化铈、氧化镧或氧化钇。在本发明中，铁钛合金粉末能够保证涂层的基本硬度 和强度要求，且铁钛合金粉末中的Fe在摩擦和接触疲劳工况过程中能够与涂层中硅酸盐矿 物释放出的活性氧发生摩擦化学反应，形成FeO、FeOOH、Fe3O4和Fe2O3硬质相，对涂层起到力 学性能的在线强化作用；Ti不仅在制备涂层的过程中与石墨发生自蔓延高温合成反应形成 TiC硬质相，提高涂层的硬度，同时在摩擦和接触疲劳工况过程中，部分自蔓延高温合成反 应剩余的Ti还可以与层状硅酸盐矿物释放的活性氧发生摩擦化学反应，从而形成具有润滑 作用的TiO2，起到减摩润滑的作用，从而实现对涂层接触疲劳工况下表面早期微损伤的自 修复，显著改善涂层的抗接触疲劳性能，提高涂层使用寿命。稀土氧化物在接触疲劳工况产 生的高冲击力和高剪切力作用下，促进硅酸盐矿物粉末的深度脱水反应、解理释氧，以及促 进释放的活性氧与Fe和Ti的摩擦化学反应，即加快涂层表面具有高硬度、低摩擦的自修复 层的形成进程，有利于涂层抗接触疲劳性能的进一步提高。因此，本发明提供的复合粉末能 够解决现有技术中存在的涂层抗接触疲劳性能差的技术问题，延长使用寿命。 本发明提供的复合粉末在熔覆过程中原位形成TiC陶瓷增强相，使涂层硬度适当， 且避免了传统高碳、高铬涂层硬度高而脆性大，容易开裂的不足；涂层中添加的层状硅酸盐 矿物，在不影响涂层硬度的同时，使涂层具有表面摩擦损伤和接触疲劳损伤自修复的特性。 因此，本发明提供的复合粉末制得的涂层具有良好的加工性，不易开裂，且具有良好的抗接 触疲劳性能；本发明提供的复合粉末的原料来源广泛，价格低廉，生产成本低。 附图说明 图1为实施例1制备得到的复合粉末的SEM图； 图2为实施例1制备得到涂层的截面形貌SEM图； 图3为实施例1～11和对比例1～5制得涂层截面以及GCr15轴承钢的显微硬度对比 图； 图4为实施例1～11和对比例1～5制得涂层以及GCr15轴承钢的接触疲劳寿命对比 图； 图5为实施例1～11和对比例1～5制得涂层以及GCr15轴承钢的相对耐磨性对比 图。