科创中国

磨损及腐蚀等恶劣服役条件导致冶金、矿山、电力等领域关键核心装备如大型矿井支柱和托辊、电机主轴和刹车盘等部件过早失效，造成停产甚至突发事故，每年损失超千亿元。等离子束表面冶金强化耐磨钨基硬面涂层材料制备及工程化应用首创耐磨蚀超厚涂层及表面冶金强化控制技术，具有多相协同增韧、纳/微米多尺度复合结构。 该成果 基于服役环境的材料复合、结构设计及多相协同自补强设计方法，建立等离子控制原位合成工艺与梯度涂层尺寸-厚度-沉积率模型，制备出与基体呈冶金结合、超厚（***）、高硬度（50-80HRC）耐磨蚀涂层。发明超高温雾化及液态水溶法制备球形钨基粉体技术，突破了传统雾化技术只能生产熔点1700℃以下金属粉末及机械混合限制，解决了固-固球磨混合不均匀易引入杂质及硬度低而导致流动性和耐磨性差等难题。通过控制等离子原位反应，制备出与基体结合力强、超厚、高硬度、耐磨蚀系列产品，使用寿命提高4-10倍。研制了球形钨基粉体制备及等离子表面强化冶金系列装备，形成了完善的高性能粉体及超厚涂层制备技术、装备和应用体系，产能效率提高2倍以上、能耗下降30%，替代进口并出口到欧美，开辟了特殊工矿条件下关键零部件表面强化改性新途径 该技术打破了国外在高端粉体及超厚强化涂层制备的技术垄断，实现了高品质粉体及涂层产品高效绿色低耗产业化制造，为矿山、海工、石油、机械、造纸等领域核心部件安全运行提供保障，部分产品及设备实现出口，对提高上述领域的装备与技术水平、降低能耗与成本等具有重要意义，产生显著经济和社会效益，促进了极端环境用材料、高端制造行业科技进步。