激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层及方法

摘要

一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层及方法，涂层由Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中陶瓷粉末为ZrO2粉末和/或SiC粉末。制备方法：1)按复合耐磨涂层的组成称取各粉末，球磨混料后烘干，获得复合粉末；2)对基板表面进行处理；3)将基板预热后；采用激光3D打印机，激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，在表面不产生裂纹情况下，继续下一层连续扫描，直至获得所需尺寸的复合耐磨涂层。本发明方法添加ZrO2来消除裂纹，添加SiC颗粒增强合金耐磨性能，制备出高硬度及高厚度的无裂纹等缺陷的复合材料，硬度可达到1072HV，厚度达到6mm及以上。

权利要求

1.一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，复合粉末的混合处理：

(1) 按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取Fe60粉、ZrO2粉末和/或SiC粉末，球磨混料，得混合物料；其中，所述复合耐磨涂层由Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为ZrO2粉末和/或SiC粉末，按质量比，ZrO2粉末：SiC粉末：Fe60合金粉末=(0~

0.9)：(0 5) ：(94.1 99.7)，ZrO2粉末和SiC粉末的比例系数不同为0，所述粉末的粒径均为~ ~

140 200目；其中，所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.5～2.5%，C：4.0~ ~

4.5%，Si：2.0 3.0%，Cr：24 30%，Ni：4 6%，W：2 3%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述的陶瓷~ ~ ~ ~增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为Q235、24CrNiMo或12CrNi2中的一种；所述的复合耐磨涂层，其硬度为700 1072HV；

~

(2) 将混合物料烘干，获得复合粉末；

步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

对基板表面进行处理，使基板表面光亮洁净；

步骤3，激光直接沉积成形：

(1) 将基板预热至100 300℃；

~

(2) 采用激光3D打印机，激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.6～0.8mm，其中：相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至获得所需尺寸的三维立体的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层。

2.根据权利要求1所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，其特征在于，所述的步骤1中(1)，球磨混料的方法为：将秤取的两种或三种粉末，放入含有钢球的混瓶内，球料比按1：(8 12)，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合6 9h，滚~ ~筒机转速为350 400r/min。

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3.根据权利要求1所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，其特征在于，所述步骤2中，基板材料为合金钢；具体为Q235、24CrNiMo或12CrNi2中的一种；所述步骤2中，使基板表面光亮洁净的处理方法为：基板经除锈、表面打磨、去油和酸洗后，用酒精清洗备用。

4.根据权利要求1所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，其特征在于，所述的步骤3中(1)，采用陶瓷加热板进行预热；所述的步骤3中(2)，激光3D打印机的工艺参数为：功率1600～1700w，扫描速度3～6mm/s，离焦量3 6mm，光斑直径(3 6)mm×(3~ ~

6)mm，搭接率25 40%，送粉率为8～9g/min，惰性气体保护。

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5.根据权利要求4所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的 方法，其特征在于，所述的惰性气体为氩气。

说明书

激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层及方法

技术领域

[0001] 本发明属于材料技术领域，特别涉及一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层及方法。

背景技术

[0002] 高铁刹车盘、核电应急轴是保障设备安全运行的关键零件，其质量对行车过程中保证可靠的制动和核电站的安全运行起着关键作用。为了确保高速列车和核电柴油机的运行安全，刹车盘与轴等摩擦零件必须具有高摩擦系数稳定性、高抗粘结性、高耐热性、高温耐磨性能和足够的机械强度等综合性能。由于刹车盘、核电应急轴的尺寸较大且形状复杂，传统的铸造、锻造与热处理技术存在着成本较高性能尚无法满足高安全高寿命运行的问题。迄今，高品质的高铁刹车盘与核电应急轴制造由国外技术垄断，我国尚没有掌握其先进制造技术，制约着我国一带一路战略的快速发展。因此，研究新的制造方法突破技术封锁成为重要的发展方向。

[0003] 激光直接沉积增材制造技术是一种新的快速原型制造工艺，其结合计算机辅助设计、激光涂覆和快速原型技术，是基于材料添加的一种制造工艺，实现了沉积材料和基体的冶金结合，已经成为金属零件制造领域重点研发的先进制造技术之一。刹车盘与轴典型摩擦零件主要由合金钢制造，其表面摩擦工作温度达到200～900℃，需要材料表面具有优异的抗高温摩擦性能与整体强韧性，这需要设计新的合金成分体系并利用激光非平衡冶金的特点，研究出具有高硬度无裂纹缺陷组织结构的合金才能满足性能要求。而高耐磨合金钢具有高的C和Cr含量，利用激光直接沉积方法制备耐磨合金往往存在裂纹和应力引起的变形开裂难题，如何通过合金成分设计、激光工艺控制等方法制备出高硬度无裂纹缺陷的合金涂层，是实现激光增材制造高速列车刹车盘、核电应急轴等关件摩擦零件的基础科学问题之一。

[0004] Fe60合金粉末是典型的激光制备高硬度高耐磨合金涂层的原材料之一，其缺点是熔点较高、自熔性较差、激光熔覆层裂纹敏感性大、容易产生气孔等，这些缺点限制了其应用的广泛性。特别是当利用激光熔覆沉积制备大尺寸高厚度(＞3mm)摩擦零件时，应力和组织相变应力导致的裂纹使制约激光成形高性能摩擦零件的关键难题。因此，对于激光增材制造高耐磨铁基合金零件，需要从合金成分设计入手、通过添加增强增韧成分形成新的合金成分体系，研究激光增材制造调控组织结构与性能新方法。

发明内容

[0005] 针对现有激光直接沉积成形(3D打印)制备高厚度高硬度Fe基复合合金存在的变形开裂问题，本发明提供一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层及方法。本发明从材料设计角度出发，以良好强韧性、耐磨性的Fe基复合材料的激光制备为目标，利用激光直接沉积增材制造技术，在合金钢板上以Fe60合金粉末为原材料，利用预热的方法来减少沉积层与基板的温度梯度以减少热应力，同时通过在Fe60合金粉末中添加ZrO2、SiC的方法来提高激光沉积合金涂层的韧性和硬度，从而减少裂纹倾向提供合金强韧性，制备无裂纹缺陷的高厚度高硬度新型铁基合金耐磨涂层，为激光增材制造高性能合金钢刹车盘和应急轴等关键摩擦零件提供新方法。

[0006] 本发明的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，由Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为ZrO2粉末和/或SiC粉末，按质量比，ZrO2粉末∶SiC粉末∶Fe60合金粉末＝(0～0.9)∶(0～5)∶(94.1～99.7)，ZrO2粉末和SiC粉末的比例系数不同为0，所述粉末的粒径均为140～200目。

[0007] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.5～2.5％，C：4.0～4.5％，Si：2.0～3.0％，Cr：24～30％，Ni：4～6％，W：2～3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0008] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢。

[0009] 所述的合金钢为Q235、24CrNiMo或12CrNi2中的一种。

[0010] 所述的Fe60合金粉末、ZrO2粉末和SiC粉末，均为球形形貌，流动性良好，能用于激光器气动送粉。

[0011] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，其硬度为700～1072HV。

[0012] 本发明的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0013] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0014] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取Fe60粉、ZrO2粉末和/或SiC粉末，球磨混料，得混合物料；

[0015] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0016] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0017] 对基板表面进行处理，使基板表面光亮洁净；

[0018] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0019] (1)将基板预热至100～300℃；

[0020] (2)采用激光3D打印机，激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.6～0.8mm，其中：

[0021] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至获得所需尺寸的3维立体的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层。

[0022] 所述的步骤1(1)中，球磨混料的方法为：将秤取的两种或三种粉末，放入含有钢球的混瓶内，球料比按1∶(8～12)，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合6～9h，滚筒机转速为350～400r/min。

[0023] 所述步骤2中，基板材料为合金钢；具体为Q235、24CrNiMo或12CrNi2中的一种。

[0024] 所述步骤2中，使基板表面光亮洁净的处理方法为：基板经除锈、表面打磨、去油和酸洗后，用酒精清洗备用。

[0025] 上述方法具体为：先用砂轮对其表面进行除锈，使其表面光亮洁净，再用100～1000号砂纸对其进行表面处理，丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干备用。

[0026] 所述的步骤3(1)中，采用陶瓷加热板进行预热。

[0027] 所述的步骤3(2)中，激光3D打印机的工艺参数为：功率1600～1700w，扫描速度3～6mm/s，离焦量3～6mm，光斑直径(3～6)mm×(3～6)mm，搭接率25～40％，送粉率为8～9g/min，惰性气体保护。

[0028] 所述的惰性气体为氩气。

[0029] 一种陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层及激光增材制备方法，原理在于从材料设计角度出发，针对激光直接沉积成形(3D打印)铁基合金存在的变形开裂问题，以高硬度，高耐磨性，无裂纹等缺陷的厚层(6mm以上)的Fe基复合材料的激光直接沉积成形制备为目标，选择Fe60合金粉末，通过预热及添加ZrO2的方法来消除裂纹，并通过添加适量的SiC粉末形成复合合金粉末，通过SiC颗粒增强合金耐磨性能，从而制备出高硬度及高厚度的无裂纹等缺陷的复合材料。

[0030] 本发明的制备方法环保，利用激光直接沉积成形(3D打印)先进方法制备具有高硬度、高耐磨无裂纹等缺陷的Fe60复合新材料。通过材料成分和激光制备技术调控，制备的复合材料的硬度达700HV以上，本发明方法制备的Fe60复合材料具有高硬度和高耐磨性能。

附图说明

[0031] 图1本发明实施例的激光直接沉积的激光器扫描路径示意图；

[0032] 图2本发明实施例1～4制备的的添加不同ZrO2粉末含量的陶瓷增强Fe60/ZrO2复合耐磨涂层的金相图；

[0033] 图3本发明实施例1～4制备的添加不同ZrO2粉末含量的陶瓷增强Fe60/ZrO2复合耐磨涂层的硬度图；

[0034] 图4本发明实施例1～4制备的添加不同ZrO2粉末含量的陶瓷增强Fe60/ZrO2复合耐磨涂层的XRD图谱；

[0035] 图5本发明实施例2制备的陶瓷增强Fe60-0.5％ZrO2复合耐磨涂层的面扫描图；

[0036] 图6本发明实施例5～9制备的陶瓷增强Fe60/SiC复合耐磨涂层的金相照片；其中，图6(a)对应实施例5，图6(b)对应实施例6，图6(c)对应实施例7，图6(d)对应实施例8，图6(e)对应实施例9；图6(f)为陶瓷增强Fe60/SiC复合耐磨涂层的金相照片；

[0037] 图7本实施例制备的陶瓷增强Fe60+x％SiC(X＝0，1，2，3)复合耐磨涂层的硬度图，X＝0为未添加SiC的样品，X＝1对应实施例5，X＝2对应实施例6，X＝3对应实施例7；

[0038] 图8本发明实施例7制备的陶瓷增强Fe60+3％SiC复合耐磨涂层的XRD分析图谱；

[0039] 图9本发明实施例7制备的陶瓷增强Fe60+3％SiC复合耐磨涂层的SEM形貌，其中，图(a)为材料的SEM形貌，图(b)是面扫描照片，左上角带有元素符号B、C、Fe、Si、Cr、Ni和W的图片是对材料典型区域的面扫描分析；

[0040] 图10本发明实施例制备的陶瓷增强Fe60+x％SiC(x＝0，3)复合耐磨涂层的三次磨损量示意图；

[0041] 图11本发明实施例制备的陶瓷增强Fe60+x％SiC(x＝0，3)复合耐磨涂层的磨损形貌。

具体实施方式

[0042] 以下实施例中，基板材料合金钢为市场购买。

[0043] 以下实施例中，Fe60合金粉末、ZrO2粉末和SiC粉末均为市场购买，粒径均为140～200目，球形形貌，流动性良好，能用于激光器气动送粉。

[0044] 以下实施例的激光直接沉积的激光器扫描路径示意图如图1所示。

[0045] 实施例1

[0046] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为ZrO2粉末，ZrO2粉末和Fe60合金粉末的质量比为0.3：99.7；

[0047] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.5％，C：4.0％，Si：2.0％，Cr：24％，Ni：4％，W：2％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0048] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢24CrNiMo。

[0049] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0050] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0051] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取498.5gFe60粉和1.5gZrO2粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合6h，滚筒机转速为360r/min，得混合物料；

[0052] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0053] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0054] 将24CrNiMo钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对24CrNiMo表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0055] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0056] (1)将24CrNiMo块体预热至100℃；

[0057] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将24CrNiMo块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.6mm，其中：

[0058] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0059] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1600w，扫描速度3mm/s，离焦量4mm，光斑直径4mm×4mm，搭接率30％，送粉率为8.4g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0060] 实施例2

[0061] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为ZrO2粉末，ZrO2粉末和Fe60合金粉末的质量比为0.5∶99.5；

[0062] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.6％，C：4.2％，Si：2.2％，Cr：25％，Ni：5％，W：2.5％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0063] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢24CrNiMo。

[0064] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0065] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0066] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取497.5gFe60粉和2.5gZrO2粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合7h，滚筒机转速为370r/min，得混合物料；

[0067] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0068] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0069] 将24CrNiMo钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对24CrNiMo表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0070] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0071] (1)将24CrNiMo块体预热至200℃；

[0072] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将24CrNiMo块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.66mm，其中：

[0073] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0074] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1650w，扫描速度3.5mm/s，离焦量4.1mm，光斑直径4.2mm×4.2mm，搭接率32％，送粉率为8.5g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0075] 实施例3

[0076] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为ZrO2粉末，ZrO2粉末和Fe60合金粉末的质量比为07：99.3；

[0077] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.8％，C：4.5％，Si：2.1％，Cr：25％，Ni：4.5％，W：2.6％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0078] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢24CrNiMo。

[0079] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0080] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0081] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取496.5gFe60粉和3.5gZrO2粉末，放入含有6个钢球，钢球总重为60g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合8h，滚筒机转速为350r/min，得混合物料；

[0082] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0083] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0084] 将24CrNiMo钢板切成10cm×20cm×1em的块体，对24CrNiMo表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0085] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0086] (1)将24CrNiMo块体预热至300℃；

[0087] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将24CrNiMo块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.65mm，其中：

[0088] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0089] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1620w，扫描速度3.1mm/s，离焦量4.5mm，光斑直径5mm×5mm，搭接率36％，送粉率为8.8g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0090] 实施例4

[0091] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为ZrO2粉末，ZrO2粉末和Fe60合金粉末的质量比为09：99.1；

[0092] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：2.0％，C：4.2％，Si：2.5％，Cr：28％，Ni：5％，W：2.1％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0093] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢24CrNiMo。

[0094] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0095] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0096] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取496.5gFe60粉和3.5gZrO2粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合9h，滚筒机转速为400r/min，得混合物料；

[0097] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0098] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0099] 将24CrNiMo钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对24CrNiMo表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0100] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0101] (1)将24CrNiMo块体预热至220℃；

[0102] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将24CrNiMo块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.63mm，其中：

[0103] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0104] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1700w，扫描速度5mm/s，离焦量5mm，光斑直径4.5mm×4.5mm，搭接率32％，送粉率为9g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0105] 上述实施例1～4制备的陶瓷增强Fe60/ZrO2复合耐磨涂层性能结果：

[0106] 图2为实施例1～4制备的添加不同ZrO2粉末含量的陶瓷增强Fe60/ZrO2复合耐磨涂层的金相图。图2(a)为实施例1添加0.3％的ZrO2粉末时的金相图，当添加0.3％的ZrO2粉末时，由于含量过低，熔覆层仍然存在裂纹，说明此时ZrO2的增韧作用并不显著；图2(b)为实施例2添加0.5％的ZrO2陶瓷粉末的金相组织图，金相显示晶粒更为细小一些，存在细晶弥散强化，降低裂纹产生的可能性；图2(c)(d)分别显示的是实施例3添加0.7％和实施例4添加0.9％ZrO2粉末的作用之下，激光直接沉积样品的金相组织图，相对于图(b)，晶粒有了一定程度的长大，因此细晶强化作用不如0.5％ZrO2的样品。

[0107] 图3为实施例1～4制备的添加不同ZrO2粉末含量的陶瓷增强Fe60/ZrO2复合耐磨涂层的硬度图，实验结果表明，添加0.5％的ZrO2陶瓷粉末，样品硬度可达817HV；添加0.7％的ZrO2陶瓷粉末，样品硬度可达778HV；添加0.9％的ZrO2陶瓷粉末，样品硬度可达516HV。

[0108] 图4为实施例1～4制备的添加不同ZrO2粉末含量的陶瓷增强Fe60/ZrO2复合耐磨涂层的XRD分析图，实验结果表明，沉积涂层主要由Cr7C3、α-Fe、{Fe，Cr}固溶体、ZrO2、Fe3C等物相组成。涂层中激光直接沉积过程中原位生成的Cr7C3碳化物作为强化相的出现，对于提高熔层的涂层硬度起到很好的作用；与此同时，ZrO2单斜相的存在，则说明了激光直接沉积涂层样品的成形过程中，发生了相变增韧。

[0109] 图5为实施例2制备的陶瓷增强Fe60+0.5％ZrO2复合耐磨涂层的面扫描图，结合两照片中Zr、O元素的分布情况，可以推断出ZrO2的存在且ZrO2聚集在暗场区域。

[0110] 实施例5

[0111] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层及方法，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末，SiC粉末和Fe60合金粉末的质量比为1∶99；

[0112] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：2.5％，C：4.5％，Si：3.0％，Cr：30％，Ni：6％，W：3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0113] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢12CrNi2。

[0114] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0115] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0116] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取495gFe60粉和5gSiC粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合6h，滚筒机转速为360r/min，得混合物料；

[0117] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0118] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0119] 将12CrNi2钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对12CrNi2表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0120] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0121] (1)将12CrNi2块体预热至150℃；

[0122] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将12CrNi2块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.6mm，其中：

[0123] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0124] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1700w，扫描速度6mm/s，离焦量4mm，光斑直径4mm×4mm，搭接率30％，送粉率为8.8g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0125] 实施例6

[0126] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末，SiC粉末和Fe60合金粉末的质量比为2∶98；

[0127] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.5％，C：4.0％，Si：2.0％，Cr：24％，Ni：4％，W：2％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0128] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢12CrNi2。

[0129] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0130] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0131] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取490gFe60粉和10gSiC粉末，放入含有6个钢球，钢球总重为60g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合9h，滚筒机转速为350r/min，得混合物料；

[0132] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0133] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0134] 将12CrNi2钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对12CrNi2表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0135] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0136] (1)将12CrNi2块体预热至200℃；

[0137] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将12CrNi2块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.8mm，其中：

[0138] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0139] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1600w，扫描速度6mm/s，离焦量6mm，光斑直径6mm×6mm，搭接率40％，送粉率为8.0g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0140] 实施例7

[0141] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末，SiC粉末和Fe60合金粉末的质量比为3∶97；

[0142] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.8％，C：4.4％，Si：2.8％，Cr：29％，Ni：5.6％，W：2.7％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0143] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢12CrNi2。

[0144] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0145] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0146] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取485gFe60粉和15gSiC粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合8h，滚筒机转速为370r/min，得混合物料；

[0147] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0148] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0149] 将12CrNi2钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对12CrNi2表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0150] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0151] (1)将12CrNi2块体预热至240℃；

[0152] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将12CrNi2块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.7mm，其中：

[0153] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了10层连续扫描，获得了厚度为6.5mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0154] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1660w，扫描速度5mm/s，离焦量5mm，光斑直径5mm×5mm，搭接率25％，送粉率为8.6g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0155] 实施例8

[0156] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末，SiC粉末和Fe60合金粉末的质量比为4∶96；

[0157] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：2.2％，C：4.2％，Si：2.7％，Cr：27％，Ni：5.9％，W：2.3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0158] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢12CrNi2。

[0159] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0160] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0161] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取480gFe60粉和20gSiC粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合7h，滚筒机转速为390r/min，得混合物料；

[0162] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0163] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0164] 将12CrNi2钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对12CrNi2表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0165] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0166] (1)将12CrNi2块体预热至300℃；

[0167] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将12CrNi2块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.65mm，其中：

[0168] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0169] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1620w，扫描速度5.5mm/s，离焦量5.5mm，光斑直径4.8mm×4.8mm，搭接率35％，送粉率为8.5g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0170] 实施例9

[0171] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末，SiC粉末和Fe60合金粉末的质量比为4∶96；

[0172] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：2.4％，C：4.0％，Si：2.0％，Cr：30％，Ni：4％，W：3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0173] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢12CrNi2。

[0174] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0175] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0176] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取475gFe60粉和25gSiC粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合8h，滚筒机转速为360r/min，得混合物料；

[0177] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0178] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0179] 将12CrNi2钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对12CrNi2表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0180] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0181] (1)将12CrNi2块体预热至210℃；

[0182] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将12CrNi2块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.62mm，其中：

[0183] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为6mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0184] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1600w，扫描速度3.5mm/s，离焦量4.5mm，光斑直径5.5mm×5.5mm，搭接率36％，送粉率为9g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0185] 实施例5～9制备的陶瓷增强Fe60/SiC复合耐磨涂层的性能结果：

[0186] 图6为实施例5～9制备的陶瓷增强Fe60/SiC复合耐磨涂层的金相照片。图6(a)为激光直接沉积陶瓷增强Fe60+1％SiC复合耐磨涂层的金相照片，图6(b)为激光直接沉积陶瓷增强Fe60+2％SiC复合耐磨涂层的金相照片，图6(c)为激光直接沉积陶瓷增强Fe60+3％SiC复合耐磨涂层的金相照片，图6(d)为激光直接沉积陶瓷增强Fe60+4％SiC复合耐磨涂层的金相照片，图6(e)为激光直接沉积陶瓷增强Fe60+5％SiC复合耐磨涂层的金相照片，由图可得，当添加SiC的含量小于4％时得到的涂层无裂纹，基体与涂层成良好的冶金结合，当添加SiC的含量达到4％、5％时，沉积层中出现裂纹，裂纹从基体贯穿至整个沉积层，且随着SiC含量的增多，裂纹数目也增加。

[0187] 图7为实施例制备的陶瓷增强Fe60+x％SiC(X＝0，1，2，3)复合耐磨涂层的硬度图，X＝0为未添加SiC的样品，X＝1对应实施例5，X＝2对应实施例6，X＝3对应实施例7，由图7得出随着SiC添加量的增大，沉积层硬度也随之增大，当添加3％SiC时制备出的6mm无裂纹涂层的硬度最高，达到1072HV，比直接沉积Fe60获得的涂层硬度高284HV。

[0188] 图8为实施例7制备的陶瓷增强Fe60+3％SiC复合耐磨涂层的XRD分析图谱，根据衍射峰与物相特征谱线的对应关系，可以得到沉积层的物相主要是α-Fe，γ-Fe，Fe2B，Cr3Si和Cr23C6组成。

[0189] 图9为实施例7制备的陶瓷增强Fe60+3％SiC复合耐磨涂层的SEM形貌，图9(A)为材料的SEM形貌，左上角带有元素符号B、C、Fe、Si、Cr、Ni和W的图片是对材料典型区域的面扫描分析。可得到在白色组织区域B和Cr元素的含量明显比黑色组织区域多，结合XRD分析可初步判断B化物增强相和含Cr的增强相在白色片层组织中偏聚，黑色组织区域为基体铁素体，Si元素富集在铁素体中，C含量及Ni含量在白色和黑色组织中分布较均匀。

[0190] 图10为实施例制备的陶瓷增强Fe60+x％SiC(x＝0，3)复合耐磨涂层的三次磨损量示意图，本实验根据削盘式摩擦磨损原理采用自制磨损机进行实验，载荷2kg，磨损速度300r/min，磨料选用80目的金刚玉纱布，试样每次磨损时间为7分钟，共磨损3次。图10(a)为未添加SiC涂层三次磨损量示意图，图10(b)为添加3％SiC涂层三次磨损量示意图，由图10可以得出未添加SiC的涂层三次平均磨损量为0.095g，添加3％SiC的涂层三次平均磨损量
0.0545g，说明通过在Fe60添加SiC减少了涂层的磨损量，其耐磨性能提高，其原因应该是添加SiC后沉积层原位合成的硬质强化相增加。

[0191] 图11为实施例制备的陶瓷增强Fe60+x％SiC(x＝0，3)复合耐磨涂层磨损形貌，图11(a)为未添加SiC的涂层磨损形貌，图11(b)为添加3％SiC的涂层磨损形貌，从图11可以看出，在2kg载荷，摩擦速度300r/min，摩擦21分钟后，磨损痕迹均较为均匀只有少量的磨削。

[0192] 实施例10

[0193] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末和ZrO2粉末，按质量比，ZrO2粉末∶SiC粉末∶Fe60合金粉末＝0.3∶1∶98.7；

[0194] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：1.5％，C：4.0％，Si：2.0％，Cr：24％，Ni：4％，W：2％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0195] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢Q235。

[0196] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0197] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0198] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取493.5gFe60粉、5gSiC粉末和1.5g ZrO2粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合7h，滚筒机转速为400r/r/min，得混合物料；

[0199] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0200] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0201] 将Q235钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对Q235表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0202] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0203] (1)将Q235块体预热至200℃；

[0204] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将Q235块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.65mm，其中：

[0205] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了11层连续扫描，获得了厚度为7mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0206] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1600w，扫描速度3mm/s，离焦量4mm，光斑直径4mm×4mm，搭接率30％，送粉率为8g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0207] 本实施例制备的陶瓷增强Fe60/SiC/ZrO2复合耐磨涂层，其硬度为900HV。

[0208] 实施例11

[0209] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末和ZrO2粉末，按质量比，ZrO2粉末∶SiC粉末∶Fe60合金粉末＝0.9∶5∶94.1；

[0210] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：2.5％，C：P.5％，Si：3.0％，Cr：30％，Ni：6％，W：3％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0211] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢12CrNi2。

[0212] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0213] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0214] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取470.5gFe60粉、25gSiC粉末和4.5g ZrO2粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合9h，滚筒机转速为350r/min，得混合物料；

[0215] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0216] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0217] 将12CrNi2钢板切成10cm×20cm×1cm的块体，对12CrNi2表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0218] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0219] (1)将12CrNi2块体预热至300℃；

[0220] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将12CrNi2块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.8mm，其中：

[0221] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了10层连续扫描，获得了厚度为8mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0222] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1700w，扫描速度6mm/s，离焦量6mm，光斑直径6mm×6mm，搭接率40％，送粉率为9g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0223] 本实施例制备的陶瓷增强Fe60/SiC/ZrO2复合耐磨涂层，其硬度为850HV。

[0224] 实施例12

[0225] 一种激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，组成包括Fe60合金粉末和陶瓷粉末复合而成；其中，陶瓷粉末为SiC粉末和ZrO2粉末，按质量比，ZrO2粉末∶SiC粉末∶Fe60合金粉末＝0.5∶3∶96.5；

[0226] 所述的Fe60合金粉末，化学成分按质量百分比为：B：2.6％，C：4.2％，Si：2.8％，Cr：26％，Ni：5％，W：2％，余量为Fe和不可避免的杂质。

[0227] 所述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层，与其相结合的基体为合金钢24CrNiMo。

[0228] 上述的激光直接沉积陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的方法，采用激光直接沉积法，包括如下步骤：

[0229] 步骤1，复合粉末的混合处理：

[0230] (1)按陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层的组成，称取482.5gFe60粉、15gSiC粉末和2.5gZrO2粉末，放入含有5个钢球，钢球总重为50g的混瓶内，进行球磨混料，混瓶外缠绕绝缘胶带，然后放在球磨滚筒机内混合9h，滚筒机转速为350r/min，得混合物料；

[0231] (2)将混合物料烘干，获得复合粉末；

[0232] 步骤2，激光直接沉积成形的基体材料预处理：

[0233] 将24CrNiMo钢板切成10cm×20cm×1em的块体，对24CrNiMo表面进行处理：先用砂轮对其表面进行除锈，去氧化皮使其表面光亮洁净，再用100号砂纸对其进行表面进行打磨，之后分别用400、800号砂纸处理表面，然后用丙酮祛油污，盐酸酸洗，最后用酒精冲洗干净，吹干使基板表面光亮洁净，备用；

[0234] 步骤3，激光直接沉积成形：

[0235] (1)将Q235块体预热至150℃；

[0236] (2)采用半导体激光器打印机，进行激光直接沉积时，将24CrNiMo块体放在陶瓷板上，将复合粉末进行激光直接沉积，半导体激光器连续扫描1层回到XY平面原点坐标处，然后进行下一层连续扫描，每层Z轴移动距离0.7mm，其中：

[0237] 相邻二层连续扫描之间需清除表面残余粉末，观察表面是否产生裂纹，如产生裂纹，判定为不合格产品，返回步骤1重新操作，如没有产生裂纹，继续下一层连续扫描，直至进行了10层连续扫描，获得了厚度为7.6mm的陶瓷增强Fe60合金复合耐磨涂层；

[0238] 半导体激光器打印机的工艺参数为：功率1650w，扫描速度5mm/s，离焦量5mm，光斑直径5mm×5mm，搭接率32％，送粉率为8.5g/min，制备过程中氩气气体保护。

[0239] 本实施例制备的陶瓷增强Fe60/SiC/ZrO2复合耐磨涂层，其硬度为880HV。