熔覆层、熔覆材料组合物及其制备方法

摘要

本申请公开了一种熔覆层，包括基底材料、碳化钛及稀土金属氧化物。本申请公开了一种熔覆材料组合物，包括基底材料的粉末、碳化钛的粉末以及稀土金属氧化物的粉末。在本申请的熔覆层及熔覆材料组合物中，具有特定的配比，且具有特定粒度范围的碳化钛颗粒。本申请并公开了一种熔覆材料组合物的制备方法，以及一种熔覆层的制备方法，以及用该熔覆层的制备方法制备的熔覆层。

说明书

技术领域

本申请涉及金属复合材料领域，更具体涉及一种熔覆层、熔覆材料组合物及其制备方法。

背景技术

刀剪领域大量使用的3Cr13不锈钢或3Cr14马氏体不锈钢基材，经调制处理后表面耐蚀性较差，304不锈钢因其良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性是刀剪制造的理想材料，但因硬度较低，限制了其使用。采用激光熔覆表面改性技术，在304不锈钢刀体上，熔覆性能优异的耐磨粉末熔覆层作为刀刃，可以将不锈钢材质制成刀剪成品，防锈性能优异，用户体验感强。

为了提高激光熔覆层的耐磨性，常加入碳化钛耐磨相。

中国专利申请201410652414.2提出了一种铁基碳化钛激光熔覆材料的制备方法，该方法采用预置粉末法将不同百分含量的碳化钛粉末与铁基材料粉末机械混合后涂敷在基材表面，用高功率半导体激光器作为热源进行熔覆层制备，该方法所选碳化钛与铁基材料粉末颗粒度一致，均为50–100μm。

中国专利申请201610546420.9提出了一种铁基碳化钛激光熔覆材料，它是通过调整铁基合金粉末成分与碳化钛粉末密度相近，通过机械混合预置在金属基材表面，用半导体激光器作为热源，采用合适的工艺提高熔覆层性能。该材料要求碳化钛的粒度为50–100μm，加入碳化钛含量为50％，预置粉末厚度1.5mm，保护气体为氩气。

根据上述专利申请，可以获得激光熔覆碳化钛铁基复合熔覆层。

发明内容

然而，碳化钛为不规则状，易导致熔覆层内的碳化钛的分布不均，碳化钛颗粒在熔覆层内熔合不牢、易脱落，硬度分布不稳定，影响整体性能。碳化钛颗粒度影响熔覆层的成型质量，碳化钛颗粒度较大时，易产生气孔、裂纹等缺陷；颗粒度较小时，由于碳化钛质量较轻，送粉的均匀性无法保证，影响熔覆层成型效果。

另一方面，预置粉末法所用的粘结剂类物质易使熔覆层产生气孔、裂纹等缺陷，并且无法使碳化钛在熔覆层中达到均匀分布的状态，影响熔覆层成型质量。

在一些实施例中，本申请提供了一种组合物，更具体可以是一种熔覆材料组合物。在一些实施例中，本申请提供了一种熔覆层，更具体可以是一种由所述组合物组成的熔覆层。

在一些实施例中，本申请的组合物可以包括基底材料的粉末。在一些实施例中，所述基底材料为熔覆层所要熔覆的基材的材质。在一些实施例中，基底材料包括粒度范围为20–200μm的基底材料颗粒。在一些实施例中，基底材料包括粒度范围为30–150μm的基底材料颗粒。在一些实施例中，基底材料包括粒度范围为48–106μm的基底材料颗粒。在一些实施例中，基底材料的粉末采用真空气雾化法制备。在一些实施例中，基底材料颗粒包括球型度为80％–100％的基底材料颗粒。

在一些实施例中，本申请的组合物可以包括金属基材料。在一些实施例中，所述基底材料包括金属基材料颗粒。在一些实施例中，金属基材料包括粒度范围为20–200μm的金属基材料颗粒。在一些实施例中，金属基材料包括粒度范围为30–150μm的金属基材料颗粒。在一些实施例中，金属基材料包括粒度范围为48–106μm的金属基材料颗粒。在一些实施例中，金属基材料的粉末采用真空气雾化法制备。在一些实施例中，金属基材料颗粒包括球型度为80％–100％的金属基材料颗粒。

在一些实施例中，本申请的组合物包括铁基材料的粉末。在一些实施例中，本申请的熔覆层所要熔覆的基材为铁基材料，组合物包括铁基材料的粉末。在一些实施例中，所述基底材料包括铁基材料颗粒。在一些实施例中，铁基材料包括粒度范围为20–200μm的铁基材料颗粒。在一些实施例中，铁基材料包括粒度范围为30–150μm的铁基材料颗粒。在一些实施例中，铁基材料包括粒度范围为48–106μm的铁基材料颗粒。

在一些实施例中，本申请的熔覆层可以包括基底材料。在一些实施例中，所述基底材料为熔覆层所要熔覆的基材的材质。在一些实施例中，本申请的熔覆层可以包括金属基材料。在一些实施例中，所述基底材料包括金属基材料。在一些实施例中，所述基底材料包括铁基材料。

在一些实施例中，所述铁基材料可以是钢，例如是不锈钢，具体例如是304不锈钢、或316不锈钢。在一些实施例中，所述铁基材料粉末是不锈钢粉末。在一些实施例中，所述铁基材料粉末包括不锈钢球形粉末。在一些实施例中，所述铁基材料的粉末采用真空气雾化法制备。在一些实施例中，所述铁基材料颗粒包括球型度为80％–100％的铁基材料颗粒。

在一些实施例中，本申请的组合物包括碳化钛的粉末。在一些实施例中，所述碳化钛包括粒度为45μm以下的碳化钛颗粒。在一些实施例中，所述碳化钛包括粒度范围为15–45μm的碳化钛颗粒。在一些实施例中，所述碳化钛的粉末包括球形碳化钛粉末，所述碳化钛颗粒包括球形碳化钛颗粒。在一些实施例中，所述碳化钛的粉末采用真空气雾化法与射频等离子球化法联合制备。在一些实施例中，所述碳化钛颗粒包括球型度为80％–100％的碳化钛颗粒。

在一些实施例中，本申请的组合物包括稀土金属氧化物的粉末。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物包括粒度为45μm以下的稀土金属氧化物颗粒。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物包括粒度范围为15–45μm的稀土金属氧化物颗粒。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物包括粒度范围为20–38μm的稀土金属氧化物颗粒。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物包括氧化铈。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物为氧化铈。在一些实施例中，所述稀土金属选自钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱及镥中的至少一种。在一些实施例中，所述稀土金属选自镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕中的至少一种。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物包括粒度为45μm以下的稀土金属氧化物颗粒。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物包括粒度范围为15–45μm的稀土金属氧化物颗粒。在一些实施例中，所述稀土金属氧化物包括粒度范围为20–38μm的稀土金属氧化物颗粒。

在一些实施例中，本申请的组合物包括铁基材料粉末、碳化钛粉末以及氧化铈粉末。一些实施例中，本申请的组合物包括粒度范围为48–106μm的铁基材料粉末、粒度范围为15–45μm的碳化钛粉末以及粒度范围为20–38μm的氧化铈粉末。

在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，基底材料的重量百分比为65％至93％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，基底材料的重量百分比为67％至90％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，基底材料的重量百分比为69％至85％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，基底材料的重量百分比为69.4％至84％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，基底材料的重量百分比为80％至90％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，基底材料的重量百分比为70％至80％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，基底材料的重量百分比为65％至70％。

在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，碳化钛的重量百分比为6％至34％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，碳化钛的重量百分比为8％至32％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，碳化钛的重量百分比为15％至30％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，碳化钛的重量百分比为6％至20％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，碳化钛的重量百分比为20％至27.5％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，碳化钛的重量百分比为27.5％至34％。

在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，稀土金属氧化物的重量百分比为0.12％至3.4％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，稀土金属氧化物的重量百分比为0.2％至2％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，稀土金属氧化物的重量百分比为0.5％至1.2％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，稀土金属氧化物的重量百分比为0.6％至1％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，稀土金属氧化物的重量百分比为0.5％至0.7％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，稀土金属氧化物的重量百分比为0.7％至0.9％。在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，稀土金属氧化物的重量百分比为0.9％至1.2％。

在一些实施例中，本申请的组合物或熔覆层中，碳化钛与稀土金属氧化物的重量比例为10:1至50:1。

在一些实施例中，本申请提供了一种组合物的制备方法，包括混合本申请的组合物的各组分。在一些实施例中，本申请的组合物的制备方法，包括混合基底材料的粉末、碳化钛的粉末及稀土金属氧化物的粉末。

在一些实施例中，本申请的组合物的制备方法更包括使用球磨机混合，例如是使用球磨机来混合基底材料的粉末、碳化钛的粉末以及氧化铈的粉末。可以将组合物在球磨机中均匀混合，例如是均匀混合4小时以上，具体例如是混合6–8小时。在一些实施例中，球磨机的转速可以是每分钟100–200转，例如是每分钟120转。经过混合后的组合物，将其倒入透明器皿中，可以观察到无分层。

在一些实施例中，本申请的组合物的制备方法更包括以真空气雾化法制备所述基底材料的粉末。在一些实施例中，本申请的组合物的制备方法更包括以真空气雾化法制备所述金属基材料的粉末。在一些实施例中，本申请的组合物的制备方法更包括以真空气雾化法制备所述铁基材料的粉末。在一些实施例中，本申请的组合物的制备方法更包括以真空气雾化法与射频等离子球化法联合制备所述碳化钛材料的粉末。

在一些实施例中，本申请提供了一种熔覆层制备方法，包括：将本申请的组合物熔覆到熔覆基材上。在一些实施例中，本申请提供了一种由熔覆层制备方法制备的熔覆层。

在一些实施例中，熔覆基材可以是金属基材料。在一些实施例中，熔覆基材可以是铁基材料。在一些实施例中，熔覆基材可以是钢，例如是不锈钢，具体例如是304不锈钢、或316不锈钢。在一些实施例中，熔覆基材可以是刀具，或是可作为刀具的材料的板材。在一些实施例中，熔覆基材是304不锈钢板材。

在一些实施例中，本申请的熔覆层制备方法更包括，在所述熔覆前，将熔覆基材的至少一处表面打磨至光滑，也就是表面粗糙度Ra小于一定数值。在一些实施例中，将熔覆基材的表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。在一些实施例中，可以使用砂纸打磨，例如可以用目数介于220目至1000目之间的砂纸的一种或多种打磨。在一些实施例中，在所述打磨后且/或熔覆之前，更包括清洁所述熔覆基材，例如是通过无水乙醇清洗、晾干来清洁所述熔覆基材。

在一些实施例中，本申请的熔覆层制备方法更包括在熔覆之前将组合物干燥，例如是可以烘干。在一些实施例中，烘干的温度可以设定为100℃以上，使得水分可以从组合物中除去，例如是设定为120℃。在一些实施例中，烘干的时间可以是4小时以上。

在一些实施例中，本申请的熔覆可以是激光熔覆。在一些实施例中，激光熔覆可以是使用光纤激光器激光熔覆。在一些实施例中，激光熔覆的激光功率为1350–1650W。在一些实施例中，激光熔覆的光斑直径≤4mm。在一些实施例中，激光熔覆的扫描速度为3.5–6.5mm/s。在一些实施例中，激光熔覆的送粉器转盘转速为18–26r/min。在一些实施例中，激光熔覆的保护气体为惰性气体，例如为氩气。在一些实施例中，激光熔覆包括使用同步送粉法。

在本申请的一些实施例中的熔覆层，其内部无裂纹及气孔缺陷生成，内部冶金结合效果较好，熔覆层显微硬度值提高明显，耐磨、耐蚀性能更为优异。在本申请的一些实施例中的熔覆层，其形成的熔覆层组织更为致密，得以无裂纹、气孔等缺陷生成，显微硬度值、耐磨、耐蚀性较佳。

在本申请的一些实施例中，通过限定铁基粉末与碳化钛粉末的形状及颗粒度大小、选定特定百分含量段的氧化铈粉末，使得由铁基粉末与碳化钛粉末、氧化铈粉末混合而成的粉末在对304不锈钢表面进行熔覆时，可以促进送粉过程的流畅性、避免堵粉，提高工作效率。另外，采用此方法引入碳化钛增强相更加简单、易操作，适合于规模化生产。

在本申请的一些实施例中，通过限定铁基粉末与碳化钛粉末的形状及颗粒度大小、选定特定百分含量段的氧化铈粉末以及最佳工艺的调配，使碳化钛的弥散效果增强，获得用于不锈钢熔覆基材的优质涂层。在保证基材与涂层结合紧密的前提下，提高涂层的耐磨、耐蚀性，满足刀剪的使用性能。

附图说明

图1为本申请的一些实施例中，铁基材料粉末的显微形貌。

图2为本申请的一些实施例中，碳化钛粉末的显微形貌。

图3为本申请实施例1的激光熔覆层SEM整体形貌。

图4为本申请实施例2的激光熔覆层SEM整体形貌。

图5为本申请实施例3的激光熔覆层SEM整体形貌。

图6为本申请实施例4的激光熔覆层SEM整体形貌。

图7为本申请实施例5的激光熔覆层SEM整体形貌。

图8为本申请实施例7的激光熔覆层SEM整体形貌。

图9为本申请实施例8的激光熔覆层SEM整体形貌。

其中附图标记说明如下：

A：气孔 B：裂纹

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为了达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1

实施例1的熔覆层由重量百分比84％的铁基材料粉末、15％的碳化钛粉末以及1％的氧化铈粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm，碳化钛粉末的粒度范围为15–45μm，氧化铈粉末粒度范围为20–38μm。在一些实施例中，铁基材料粉末的显微形貌如图1所示，碳化钛粉末的显微形貌如图2所示。

实施例1的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取168g不锈钢球形粉末、30g球形碳化钛粉末、2g氧化铈粉末，在球磨机中均匀混合6–8小时，设定球磨转速每分钟120转，直至混合后的粉末倒入透明器皿内观察到无分层时为止。混合后的粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

对激光熔覆后的熔覆层用王水(浓盐酸(HCl)：浓硝酸(HNO

对熔覆层采用HV-1000A型显微硬度计测量熔覆后样品的显微硬度，设定试验力100gf，保荷时间10s，取测定值的平均值作为最终测定结果。熔覆层的平均硬度为579.5HV0.1，是基材的2.7倍。

实施例2

实施例2的熔覆层由重量百分比74.2％的铁基材料粉末、25％的碳化钛粉末以及0.8％的氧化铈粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm，碳化钛粉末的粒度范围为15–45μm，氧化铈粉末粒度范围为20–38μm。

实施例2的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取148.4g不锈钢球形粉末、50g球形碳化钛粉末、1.6g氧化铈粉末，在球磨机中均匀混合6–8小时，设定球磨转速每分钟120转，直至混合后的粉末倒入透明器皿内观察到无分层时为止。混合后的粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

对激光熔覆后的熔覆层用王水进行腐蚀，获得了激光熔覆层的SEM整体形貌，如图4所示，容易看出熔覆层与基体结合情况良好且无气孔、无裂纹，熔覆层各部分也均可看见碳化钛颗粒的存在，顶部分布多，但中下部分布量相比于实施例1又有所增加。熔覆层的平均硬度值为696.2HV0.1，是基材的3.4倍，硬度值增强效果显著。

实施例3

实施例3的熔覆层由重量百分比69.4％的铁基材料粉末、30％的碳化钛粉末以及0.6％的氧化铈粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm，碳化钛粉末的粒度范围为15–45μm，氧化铈粉末粒度范围为20–38μm。

实施例3的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取138.8g不锈钢球形粉末、60g球形碳化钛粉末、1.2g氧化铈粉末，在球磨机中均匀混合6–8小时，设定球磨转速每分钟120转，直至混合后的粉末倒入透明器皿内观察到无分层时为止。混合后的粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

对激光熔覆后的熔覆层用王水进行腐蚀，获得了激光熔覆层的SEM整体形貌，如图5所示，容易看出熔覆层内部与基体结合情况良好且无气孔、无裂纹，熔覆层内碳化钛颗粒数量增加，分散均匀度更高，碳化钛的弥散分布效果进一步增强。熔覆层的平均硬度为763.4HV0.1，熔覆层硬度值又有所提高。

实施例4

实施例4的熔覆层由重量百分比100％的铁基材料粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm。

实施例4的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取200g不锈钢球形粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

对激光熔覆后的熔覆层用王水进行腐蚀，获得了激光熔覆层的SEM整体形貌，如图6所示，容易看出熔覆层内部出现较实施例1、2、3多的气孔A，内部无类似于实施例1、2、3中的硬质相分布，也就是说实施例1、2、3的成型结果与实施例4相比明显较好。

实施例5

实施例5的熔覆层由重量百分比94.4％的铁基材料粉末、5％的碳化钛粉末以及0.6％的氧化铈粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm，碳化钛粉末的粒度范围为15–45μm，氧化铈粉末粒度范围为20–38μm。

实施例5的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取188.8g不锈钢球形粉末、10g球形碳化钛粉末、1.2g氧化铈粉末，在球磨机中均匀混合6–8小时，设定球磨转速每分钟120转，直至混合后的粉末倒入透明器皿内观察到无分层时为止。混合后的粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

对激光熔覆后的熔覆层用王水进行腐蚀，获得了激光熔覆层的SEM整体形貌，如图7所示，熔覆层内基本无TiC硬质颗粒出现，熔覆层厚度变薄。熔覆层的平均硬度为346.9HV0.1，实施例1、2、3及实施例4与其相比硬度明显较高。

实施例6

实施例6的熔覆层由重量百分比64.4％的铁基材料粉末、35％的碳化钛粉末以及0.6％的氧化铈粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm，碳化钛粉末的粒度范围为15–45μm，氧化铈粉末粒度范围为20–38μm。

实施例6的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取128.8g不锈钢球形粉末、70g球形碳化钛粉末、1.2g氧化铈粉末，在球磨机中均匀混合6–8小时，设定球磨转速每分钟120转，直至混合后的粉末倒入透明器皿内观察到无分层时为止。混合后的粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

在熔覆过程中，在熔覆层中部存在一条垂直于扫描方向的横断裂纹。

实施例7

实施例7的熔覆层由重量百分比69.4％的铁基材料粉末、30％的碳化钛粉末以及0.6％的氧化铈粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm，碳化钛粉末的粒度范围为45–75μm，氧化铈粉末粒度范围为20–38μm。

实施例7的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取138.8g不锈钢球形粉末、60g球形碳化钛粉末、1.2g氧化铈粉末，在球磨机中均匀混合6–8小时，设定球磨转速每分钟120转，直至混合后的粉末倒入透明器皿内观察到无分层时为止。混合后的粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

对激光熔覆后的熔覆层用王水进行腐蚀，获得了激光熔覆层的SEM整体形貌，如图8所示，熔覆层内部TiC硬质颗粒尺寸相比于实施例3有所增大，在熔覆层内都出现少量气孔A，TiC分布均匀度较实施例3低。熔覆层平均显微硬度为528.2HV0.1，实施例3硬度明显较其为高。

实施例8

实施例8的熔覆层由重量百分比69.4％的铁基材料粉末、30％的碳化钛粉末以及0.6％的氧化铈粉末组成。其中，铁基材料粉末的粒度范围为48–106μm，碳化钛粉末的粒度范围为75–105μm，氧化铈粉末粒度范围为20–38μm。

实施例8的熔覆层的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取304不锈钢板材作为熔覆基材。用220目到1000目砂纸依次将表面打磨至表面粗糙度Ra<10μm。用无水乙醇将熔覆基材清洗干净，晾干备用。

(2)称取138.8g不锈钢球形粉末、60g球形碳化钛粉末、1.2g氧化铈粉末，在球磨机中均匀混合6–8小时，设定球磨转速每分钟120转，直至混合后的粉末倒入透明器皿内观察到无分层时为止。混合后的粉末放入真空烘干箱中烘干备用，其中烘干温度设定为120℃，烘干时间4小时以上。

(3)激光熔覆采用光纤激光器，采用同步送粉法输送粉末，其中激光功率1350–1650W，光斑直径≤4mm，扫描速度3.5–6.5mm/s，送粉器转盘转速每分钟18至26转，保护气体为氩气，制备激光熔覆层。

对激光熔覆后的熔覆层用王水进行腐蚀，获得了激光熔覆层的SEM整体形貌，如图9所示，TiC颗粒分布的均匀度与实施例3相比略差，在熔覆层结合处出现裂纹B，熔覆层平均显微硬度为585.9HV0.1，与实施例7结果近似，低于实施例3结果。

摩擦磨损测试：采用HT-1000型摩擦磨损试验机测量熔覆后样品的磨损性能，测试时间30min，磨损后测试出试块的磨损量。实施例1–8的摩擦磨损测试结果如表1。

表1：摩擦磨损测试结果

可以看到，实施例3的磨损量较其他实施例明显较低，在相同配方不同粒径的情况下，实施例3的磨损量比实施例7、8来得低；同时，实施例4的磨损量较高，实施例4、5、6的磨损量偏高。

电化学腐蚀测试：使用CHI660E电化学工作站三电极系统测试熔覆后样品的耐蚀性能，在开路电位-250mv–250mv范围测极化曲线，采用tafel理论对曲线进行拟合。

实施例1–8的电化学腐蚀测试结果见表2。其中，E

表2：电化学腐蚀测试结果

可以看到，实施例1–3的E

请参照图3至图7所示，参考实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6可知，一定比例的铁基合金粉末、碳化钛粉末以及氧化铈粉末的组合物，例如碳化钛的重量百分比为6％至34％的熔覆层，例如铁基材料的重量百分比为65％至93％的熔覆层，例如稀土金属氧化物的重量百分比为0.12％至3.4％的熔覆层，具体例如是重量百分比69.4％–84％的铁基材料、重量百分比15％–30％的碳化钛、重量百分比0.6％–1％的氧化铈的熔覆层，熔覆层内部无裂纹及气孔缺陷生成，内部冶金结合效果较好，熔覆层显微硬度值提高明显，耐磨、耐蚀性能更为优异。

请参照图5、图8、图9所示，参考实施例3、实施例7、实施例8可知，包括一定粒径碳化钛颗粒的熔覆层，例如包括粒径45μm以下的碳化钛颗粒的组合物所形成的熔覆层，或内有粒径45μm以下的碳化钛颗粒的熔覆层，具体例如包括粒径15–45μm的碳化钛颗粒的组合物所形成的熔覆层，或内有粒径15–45μm的碳化钛颗粒的熔覆层，相较于较大的碳化钛粒径来说，形成的熔覆层组织更为致密，得以无裂纹、气孔等缺陷生成，显微硬度值、耐磨、耐蚀性较佳。

上述实施方式仅为本申请的优选实施方式，不能以此来限定本申请保护的范围，本领域的技术人员在本申请的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本申请所要求保护的范围。