一种抗汽磨蚀防护涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于表面强化技术领域，具体涉及一种抗汽磨蚀防护涂层及其制备方法。

背景技术

汽蚀和磨蚀联合作用导致的复合损伤是水电机组较为常见的故障之一，实际情况中，这种复合损伤主要集中在水轮机转轮叶片、导叶、尾水管、底环、转轮室内壁等区域。

汽蚀和磨蚀二者相互作用，相互影响，形成复杂的联合破坏作用。具体来说，高频空化汽蚀导致材料表面疲劳破坏，形成微观点坑、裂纹等缺陷；流动泥沙切削冲击导致缺陷剥离，形成宏观粗糙凹凸形貌；而该凹凸形貌又会进一步提高气核密度，加剧微区空化漩涡和低压条件的形成，造成更为严重的汽蚀。因此，需要指出的是，汽磨蚀复合损伤不同于一般的磨蚀/磨损、腐蚀、热冲击/冲蚀等损伤，它们不能一概而论，现有技术中虽然有些涂层能够解决磨蚀/磨损、腐蚀等问题，但却无法同时解决汽蚀问题。

因此，有必要对涂层材料进行深入研究，以获得能够有效抗汽磨蚀的防护涂层。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：针对水电机组面对的特殊工况而言，所能采用的防护涂层，必须同时满足防汽蚀和防磨蚀的性能要求。一般情况下，涂层材料的表面硬度越高，其抵抗沙粒微切削、摩擦磨损等损伤作用的能力越强；涂层材料的弹性模量越大，韧塑性越好，缓冲和吸收冲击能量的能力越强，疲劳破坏产生的缺陷越小，其抵抗空化冲击波和微射流等冲击作用的能力越强。但是，经典材料中硬度往往与韧塑性相悖，高硬度往往会导致材料疲劳韧性下降、脆性增加，无法有效抵抗汽蚀高频冲击；高弹性模量能缓冲吸收冲击能量并将冲击泥沙弹开，以减小塑性变形和疲劳破坏，但耐磨性往往不佳。

举例说明，目前水电机组常见防护涂层主要包括陶瓷材料、合金材料、有机材料、复合材料等，可采用热喷涂、激光熔覆、堆焊、涂敷等方法制备，但是普遍存在耐汽磨蚀耦合损伤性不佳、易剥落失效等问题。具体来说，陶瓷材料普遍具有高硬度特性，但韧塑性差，耐空蚀性差；有机材料韧塑性好，但与部件结合强度和耐撕裂性、耐磨性一般。因此，在材料设计制备阶段，处理好硬度、韧性及弹性之间的关系，是提高涂层综合抗汽磨蚀性能的关键。

综上所述，目前对抗汽磨蚀防护涂层的研究还不够充分，亟待开发出一种适用于汽磨蚀耦合复杂工况，兼具优良硬度和韧塑性的水电机组防护涂层及其制备方法。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种抗汽磨蚀防护涂层及其制备方法，根据“内韧外硬”原则设计梯度合金材料，高强化成分含量的涂层表层具有较高硬度以抵抗泥沙切削磨损，低强化成分含量的涂层内部合金弹性模量高及韧塑性好，可起到组织相变吸收或弹性缓冲耗散汽蚀冲击能量的作用，从而使所述涂层具有优良的抗汽磨蚀性能，满足水电机械的防护需求。

本发明实施例的抗汽磨蚀防护涂层，包括至少四层，各层由复合粉末经激光打印制备而成，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述复合粉末包括组分A和组分B以及任选地组分C，各层的所述复合粉末中，所述组分A的质量分数由底层到表层依次递减，所述组分B的质量分数由底层到表层依次递增，相邻层间所述组分B的质量分数差为1～25％；所述组分A包括Fe基合金、Ni基合金、Co基合金、高熵合金中的至少一种，所述组分B包括碳化物、氧化物、氮化物或硼化物中的至少一种以及任选地粘结合金，所述组分C为稀土氧化物。

本发明实施例的抗汽磨蚀防护涂层带来的优点和技术效果为：

(1)相对于单一金属、陶瓷等涂层，本发明实施例所提供的涂层将金属和陶瓷材料复合成一体，所述涂层兼具二者硬度高和韧性好的优点，更适用于汽蚀和磨蚀耦合破坏的防护；

(2)本发明根据“内韧外硬”原则设计梯度合金材料，高强化成分含量的涂层表层具有较高硬度以抵抗泥沙切削磨损，低强化成分含量的涂层内部合金弹性模量高及韧塑性好，可起到组织相变吸收或弹性缓冲耗散汽蚀冲击能量的作用，从而使所述涂层具有优良的抗汽磨蚀性能；

(3)本发明实施例所提供的涂层中，各层的复合粉末中，所述组分B具有至少4种不同的质量分数，且相邻层间所述组分B的质量分数差为1～25％，合理的层数及相邻层间所述组分B的质量分数差使得涂层各层间结合性和匹配性优良，使得组织性能更均匀，最终提高了涂层的抗汽磨蚀性能。

在一些实施例中，所述涂层具有4～15层；优选地，所述涂层具有5～13层。

在一些实施例中，所述组分B的质量分数由底层到表层呈等差数列变化，且公差为3～20％，优选为3～10％。

在一些实施例中，在底层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分A的质量分数为96～100％，所述组分B的质量分数为0～2.5％；在表层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分A的质量分数为20～70％，所述组分B的质量分数为30～80％；

在一些实施例中，优选地，在底层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分A的质量分数为96～100％，所述组分B的质量分数为0～2.5％；在表层中，所述组分A的质量分数为38～54％，所述组分B的质量分数为46～62％；

在一些实施例中，更优选地，在底层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分A的质量分数为98～100％，所述组分B的质量分数为0～0.5％；在表层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分A的质量分数为40～51％，所述组分B的质量分数为48～60％。

在一些实施例中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分C的质量分数为0～4％，优选为0～2％。

在一些实施例中，所述组分A的平均粒度范围为50～200μm，所述组分B的平均粒度范围小于等于50μm，所述组分C的平均粒度范围小于等于20μm，优选地，所述组分C为纳米粒度。

在一些实施例中，所述碳化物包括WC、Cr

本发明实施例还提供了一种抗汽磨蚀防护涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)复合粉末准备：将组分A、组分B和组分C分别放置在三个储粉罐中，控制装置根据设定程序分多次将规定质量比例的组分A、组分B和任选地组分C喷射送入混合槽内，连续多次叠加后形成系列含量配比的所述复合粉末；或不经储粉罐，直接将系列含量配比的所述复合粉末依次连续输入激光打印装置中；

(2)能源部件表面处理：能源部件损伤位置先经补焊或激光打印修复后加工平整，再经表面除锈和除油，干燥后备用；

(3)激光打印：激光打印装置设置为前后双激光串联方式，前激光对所述能源部件表面或涂层上一层进行激光预热，后激光采用同轴送粉激光打印的方式，在所述能源部件预热充分的表面区域制备涂层，系列含量配比的所述复合粉末经快速融化烧结或凝固依次叠加后，制备成具有梯度分布特性的冶金态复合材料；

(4)任选地，涂层强化处理：对所述涂层进行去除应力和表面打磨处理。

本发明实施例的抗汽磨蚀防护涂层的制备方法带来的优点和技术效果为：

(1)相对于传统的金属/陶瓷层复合方法，本发明所提供的涂层，采用激光打印方法来制备，所述涂层的成分梯度变化连续，层间缺陷少且结合性好，高频冲击不容易出现层间开裂问题；

(2)激光打印过程自动化程度高、灵活可控，制得得涂层冶金结合强度高、缺陷少且稀释率低，适合形状复杂部件的涂层防护；

(3)激光打印过程中预热与激光打印先后快速完成，保证了涂层质量稳定，具有优异的结合性，并且降低了涂层激热应力裂纹倾向。

在一些实施例中，步骤(3)中，前激光的预热温度为80～200℃，后激光采用CO

在一些实施例中，优选地，底层激光功率为0.5～3KW，后续层激光功率呈等差数列增加，且公差为0.1～0.5KW。

在一些实施例中，步骤(4)中，所述涂层表面采用火焰热处理或激光热处理方法以消除残余应力，热处理温度为100～500℃，热处理时间为0.1～5h；待所述涂层降至室温后进行表面打磨处理，打磨方式包括机械平磨、砂纸或砂轮打磨。

附图说明

图1是本发明的抗汽磨蚀防护涂层的制备方法的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例提供了一种抗汽磨蚀防护涂层，包括至少四层，各层由复合粉末经激光打印制备而成，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述复合粉末包括组分A和组分B以及任选地组分C，各层的所述复合粉末中，所述组分A的质量分数由底层到表层依次递减，所述组分B的质量分数由底层到表层依次递增，相邻层间所述组分B的质量分数差为1～25％；所述组分A包括Fe基合金、Ni基合金、Co基合金、高熵合金中的至少一种，所述组分B包括碳化物、氧化物、氮化物或硼化物中的至少一种以及任选地粘结合金，所述组分C为稀土氧化物。

工作原理：首先，本发明根据“内韧外硬”原则设计以上所述梯度合金材料，不同“浓度”的合金材料使涂层表层具有较高硬度以抵抗泥沙切削磨损；内部合金弹性模量较高及强塑性好，可起到弹性缓冲或组织相变吸收汽蚀冲击能量的作用，因此，所述涂层表现出“内韧外硬”的抗汽磨蚀性能。其次，所述涂层具有至少4层，即组分B具有至少4种不同的质量分数，且相邻层间组分B的质量分数差为1～25％，涂层各层间结合性和匹配性好，使得组织性能更均匀，涂层的抗汽磨蚀性能优良；另外，本发明通过激光打印方法在防护基材表面制备梯度合金材料涂层，具有冶金结合强度高、强韧性好等优良特性，解决了当前涂层存在的耐汽磨蚀耦合损伤性不佳、易剥落失效等问题。

组分A为主体材料，起到涂层整体支撑作用，其弹性模量、强度和韧塑性好于部件材料，或机械力冲击作用下可以发生组织变化或相变强化，以提高其抵抗冲击载荷的能力，可选择Fe基合金、Ni基合金、Co基合金、高熵合金等的一种或多种，类型包括多元强化合金、非晶合金、形状记忆合金、金属间化合物合金、自熔合金等。具体来说，铁基非晶合金除能够抵抗冲击载荷引发的塑性变形，还可以吸收能量由非晶相转变为纳米晶，然后再剥落损坏，以抵抗汽蚀。而室温下的钴基合金通常为非稳态面心立方结构(γ-fcc)，这种结构的堆垛层错能极低，在机械力冲击作用下还可以发生γ-fcc→ε-hcp相转变，从而使其具有高韧性、高屈服强度和优异的耐疲劳性，以抵抗汽蚀。镍钛合金和高熵合金则具有高弹性模量，可以弹性缓冲耗散汽蚀冲击能量。

组分B为强化材料，起到强化组分A的作用，组分B“浓度”由涂层底层至表层呈正梯度分布，使涂层各部分表现出不同硬度和韧性性能，可选择具备高硬度的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物等硬质材料，优选地，组分B的硬度达到1000HV以上。至于组分B采用的具体种类，包括但不限于WC、Cr

组分C为辅助材料，主要起到促进组分A和组分B均匀化复合、有效细化涂层组织的作用，其次，还具有降低涂层氧硫有害元素含量、填充和减少涂层孔隙缺陷等作用，可选择稀土氧化物材料中的一种或多种。至于组分C采用的具体种类，包括但不限于La

本发明的涂层中，组分B具有至少4种质量分数，且相邻层间组分B的质量分数差为1～25％；与之相对应的是，组分A也具有至少4种质量分数，且相邻层间组分A的质量分数差为1～25％。过小的层间组分B质量分数差会导致涂层性能趋于同质化，无法同时表现出“内韧外硬”的抗汽磨蚀性能；过少的层数和过大的层间组分B质量分数差会导致硬度梯度过高、韧塑性和结合强度剧烈下降，涂层易受汽蚀侵蚀疲劳破碎失效。

在一些实施例中，优选地，涂层具有4～15层，即组分B具有4～15种质量分数，需要说明的是，当组分B为0％时，0％也计算在这4～15种质量分数内。在此层数范围内，涂层硬度梯度过渡均匀，韧塑性和结合强度缓和下降，却又不会使得涂层性能趋于同质化，因此，得到的涂层抗汽磨蚀性能更好。更优选地，涂层具有5～13层，即组分B具有5～13种质量分数。

在一种可能的实施方式中，组分B的质量分数由底层到表层呈等差数列变化，且公差为3～10％，优选为4～6％。在另一种可能的实施方式中，组分B的质量分数由底层到表层呈非等差数列变化，且相邻层间组分B的质量分数差为1～25％，优选为3～15％。以上两种实施方式中，本发明实施例优选呈等差数列变化的方式，这样更有利于提供整体涂层各层间结合性和匹配性，使得组织性能更均匀，连续梯度协同变化能力更好，最终使得涂层的抗汽磨蚀耦合损伤性能增强。

在一些实施例中，在底层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，组分A的质量分数为96～100％，组分B的质量分数为0～2.5％；在表层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，组分A的质量分数为20～70％，组分B的质量分数为30～80％。如果底层中组分B的质量分数高于2.5％，则组分A的质量分数就会相应降低，可能导致涂层内部的弹性模量、强度和韧塑性降低，从而减弱了涂层的抵抗冲击载荷能力。如果表层中组分B的质量分数低于30％，则可能导致涂层表层的硬度不够，耐磨性大大降低；如果表层中组分B的质量分数大于80％，则可能导致涂层的疲劳韧性下降、脆性增加，无法有效抵抗汽蚀高频冲击。

为了更好的平衡硬度、韧性及弹性之间的关系，进一步提高涂层综合抗汽磨蚀性能，优选地，在底层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，组分A的质量分数为96～100％，组分B的质量分数为0～2.5％；在表层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，组分A的质量分数为38～54％，组分B的质量分数为46～62％。

为了更好的平衡硬度、韧性及弹性之间的关系，进一步提高涂层综合抗汽磨蚀性能，更优选地，在底层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分A的质量分数为98～100％，所述组分B的质量分数为0～0.5％；在表层中，以所述复合粉末的总质量为100％计，所述组分A的质量分数为40～51％，所述组分B的质量分数为48～60％。

在一些实施例中，以所述复合粉末的总质量为100％计，组分C的质量分数为0～4％。如果组分C的质量分数高于4％，则组分A和/或组分B的含量则相应降低，不能保证所述涂层具有优良的抗汽磨蚀能力。优选地，组分C的质量分数为0～2％。更优选地，组分C的质量分数为0～1.5％。另外，本发明实施例的所述涂层中，各层中添加的组分C的质量分数可以一样，也可以不一样，只要满足以上所述含量范围即可。

在一些实施例中，组分A的平均粒度范围为50～200μm，组分B的平均粒度范围小于等于50μm，组分C的平均粒度范围小于等于20μm。以上所述粒度范围使得组分A、组分B及任选地组分C具有合理的颗粒度匹配，有利于涂层成形，也有利于提高涂层的致密度，进一步提高了涂层的抗汽磨蚀性能。优选地，组分C为纳米粒度。

本发明实施例还提供了一种抗汽磨蚀防护涂层的制备方法。如图1所示，所述制备方法包括以下步骤：

(1)复合粉末准备：将组分A、组分B和组分C分别放置在三个储粉罐中，控制装置根据设定程序分多次将规定质量比例的组分A、组分B和任选地组分C喷射送入混合槽内，连续多次叠加后形成系列含量配比的所述复合粉末；或不经储粉罐，直接将系列含量配比的所述复合粉末依次连续输入激光打印装置中；

(2)能源部件表面处理：能源部件损伤位置先经补焊或激光打印修复后加工平整，再经表面除锈和除油，干燥后备用；

(3)激光打印：激光打印装置设置为前后双激光串联方式，前激光对所述能源部件表面或涂层上一层进行激光预热，后激光采用同轴送粉激光打印的方式，在所述能源部件预热充分的表面区域制备涂层，系列含量配比的所述复合粉末经快速融化烧结或凝固依次叠加后，制备成具有梯度分布特性的冶金态复合材料；

(4)任选地，涂层强化处理：对所述涂层进行去除应力和表面打磨处理。

步骤(1)中，组分A、B、C分别放置在三个供料罐中，自动控制装置根据设定程序分多次将不同质量比例粉末喷射送入混合槽内，然后经连续多次叠加形成梯度粉末。该混合方法简便易控，粉末梯度连续控制性好，避免部分粉末过多或过少导致梯度的不均匀变化。在此期间，前次粉末经快速混合均匀后转至激光打印装置储粉罐中，后次调整质量比例的粉末同样混合后落入储粉罐中，连续多次叠加后形成梯度粉末；也可以不经储粉罐，直接将梯度混合粉末依次连续输入激光打印装置中。其中优选地混合方式为电磁搅拌或机械球磨。

步骤(2)中，激光打印对部件进行修复防护具体操作为：①对修复区域进行预清理；②准备激光打印粉末及设备，将修复防护区域三维模型转化为机械手移动路径；③确定激光打印参数，机械手定位后进行部件表面激光打印处理；④部件强化区域热处理和表面处理。损伤部件位置经激光打印修复后加工平整，经丙酮和金属清洗剂反复清洗，清除部件表面锈迹、油污等杂质，并干燥备用。

步骤(3)中，将粉末依次连续输入激光打印装置中打印形成梯度涂层材料，激光打印过程自动化程度高、灵活可控，涂层冶金结合强度高、缺陷少且稀释率低，适合形状复杂部件的涂层防护。

激光打印装置为前后双激光串联方式，前激光首先对部件表面或涂层上一层进行激光预热，以增加表面与涂层或层间结合性和降低涂层激热应力裂纹倾向。为避免局部变形，一般预热温度不高于200℃。然后在后激光中采用同轴送粉激光打印的方式，在部件预热好的表面区域制备涂层。梯度粉末经快速融化烧结或凝固依次叠加后，制备成具有“浓度”梯度分布特性的冶金态复合材料。激光打印过程可以根据实际需要，选择是否气体保护，优选地保护气体为氩气、氦气等惰性气体。

步骤(3)中，前激光的预热温度为80～200℃，后激光采用CO

步骤(4)中，激光打印完成后，对涂层进行去除应力和表面打磨处理，有效降低残余应力和粗糙度对部件的使用性能影响。具体的，粉末高温激冷凝固形成表面涂层后会存在较大的残余应力，容易造成涂层开裂脱落。涂层表面可采用火焰热处理或激光热处理方法以消除残余应力，并保证部件无热变形，热处理温度100～500℃，热处理时间0.1～5h。待涂层降至室温后进行表面打磨处理，以保证表面平滑度并去除部分凸起、气孔等缺陷，涂层表面粗糙度达到部件要求。具体打磨方式包括机械平磨、砂纸或砂轮打磨等。

下面结合实施例和附图详细描述本发明。

实施例1：Ni60AACuMo/WC-12Co梯度材料

(1)粉末准备。组分A为Ni60AACuMo(镍基自熔合金)，平均粒度范围为100～120μm；组分B为WC-12Co，平均粒度范围为25～45μm；无组分C。将一定质量的组分A、B放置在两个供料罐中，控制装置根据设定程序分多次将不同质量比例粉末喷射送入混合槽内，并通过电磁搅拌混合均匀后落入储粉罐中，连续多次叠加后形成梯度粉末。其中，首次组分A、B质量分数比例为100％：0％，后续次组分质量分数呈等差数列变化，公差为10％，末次组分A、B质量分数比例为40％：60％。过程中二者质量分数总和为100％不变。需要说明的是，WC-12Co代表以组分B的总质量为100％计，Co的含量为12％。

(2)部件表面处理。损伤部件位置经补焊或激光打印修复后加工平整，经丙酮和金属清洗剂反复清洗，清除能源部件表面锈迹、油污等杂质，并干燥备用。

(3)激光打印。前激光首先对能源部件表面进行激光预热，预热温度为120℃。后激光采用同轴送粉激光打印的方式，在能源部件预热好的表面区域制备涂层。梯度粉末经快速融化烧结或凝固依次叠加形成梯度材料。后激光主要工艺参数：YAG激光器，初始层激光功率2KW，后续层呈等差数列增加，公差为0.1KW；光斑尺寸Φ1mm，扫描速率0.3m/min，搭接率50％，单道次打印厚度约0.4mm，氩气保护。最终获得表层40％Ni60AACuMo—60％WC-12Co、底层100％Ni60AACuMo—0％WC-12Co，中间层成分呈梯度分布且冶金结合性能优良的7层复合涂层材料。

(4)去除残余应力和表面打磨。火焰热处理温度250℃，移动速度0.5m/min，所用时间为0.5h。采用机械平磨方法除去表面部分凸起、气孔等缺陷，最终获得梯度材料涂层厚度为2.4mm，表面粗糙度为Ra1.6。

实施例2：NiTi/Cr

(1)粉末准备。组分A为NiTi(镍包钛金属间化合物粉末)，平均粒度范围为80～100μm；组分B为Cr

(2)部件表面处理。损伤部件位置经补焊或激光打印修复后加工平整，经丙酮和金属清洗剂反复清洗，清除能源部件表面锈迹、油污等杂质，并干燥备用。

(3)激光打印。前激光首先对能源部件表面进行激光预热，预热温度为150℃。后激光采用同轴送粉激光打印的方式，在能源部件预热好的表面区域制备涂层。梯度粉末经快速融化烧结或凝固依次叠加形成梯度材料。后激光主要工艺参数：YAG激光器，初始层激光功率2.5KW，后续层呈等差数列增加，公差为0.1KW；光斑尺寸Φ2mm，扫描速率1m/min，搭接率40％，单道次打印厚度约0.2mm，氩气保护。最终获得表层51％NiTi—48％Cr

(4)去除残余应力和表面打磨。激光热处理温度300℃，移动速度0.2m/min，所用时间为1h。采用砂轮砂纸方法除去表面部分凸起、气孔等缺陷，最终获得梯度材料涂层厚度为1.6mm，表面粗糙度为Ra3.2。

实施例3：Stellite6/Al

(1)粉末准备。组分A为Stellite6(钴基多元合金粉末)，平均粒度范围为60～80μm；组分B为Al

(2)部件表面处理。损伤部件位置经补焊或激光打印修复后加工平整，经丙酮和金属清洗剂反复清洗，清除能源部件表面锈迹、油污等杂质，并干燥备用。

(3)激光打印。前激光首先对能源部件表面进行激光预热，预热温度为160℃。后激光采用同轴送粉激光打印的方式，在能源部件预热好的表面区域制备涂层。梯度粉末经快速融化烧结或凝固依次叠加形成梯度材料。后激光主要工艺参数：CO

(4)去除残余应力和表面打磨。火焰热处理温度300℃，移动速度0.1m/min，所用时间为2h。采用砂轮砂纸方法除去表面部分凸起、气孔等缺陷，最终获得梯度材料涂层厚度为1.2mm，表面粗糙度为Ra3.2。

实施例4：Ni60AACuMo/WC-12Co梯度材料

与实施例1的方法相同，不同之处在于步骤(1)中，首次组分A、B质量分数比例为97％：3％，后续次组分质量分数呈等差数列变化，公差为10％，末次组分A、B质量分数比例为37％：63％。

实施例4最终制得表层37％Ni60AACuMo—63％WC-12Co、底层97％Ni60AACuMo—3％WC-12Co，中间层成分呈梯度分布的7层复合涂层材料，厚度为2.4mm。

实施例5：Ni60AACuMo/WC-12Co梯度材料

与实施例1的方法相同，不同之处在于步骤(1)中，首次组分A、B质量分数比例为100％：0％，后续次组分质量分数呈等差数列变化，公差为10％，末次组分A、B质量分数比例为30％：70％。

实施例5最终制得表层30％Ni60AACuMo—70％WC-12Co、底层100％Ni60AACuMo—0％WC-12Co，中间层成分呈梯度分布的8层复合涂层材料，厚度为2.4mm。

对比例1：ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢(常用水电钢)

对比例2：WC-10Co-4Cr热喷涂材料

对比例3：Ni60AACuMo/WC-12Co梯度材料

与实施例1的方法相同，不同之处在于步骤(1)中，首次组分A、B质量分数比例为96％：4％，后续次组分质量分数呈等差数列变化，公差为10％，末次组分A、B质量分数比例为76％：24％。

对比例3最终制得表层76％Ni60AACuMo—24％WC-12Co、中间层86％Ni60AACuMo—14％WC-12Co、底层96％Ni60AACuMo—4％WC-12Co的3层复合涂层材料，厚度为2.4mm。

对比例4：Ni60AACuMo/WC-12Co梯度材料

与实施例1的方法相同，不同之处在于步骤(1)中，首次组分A、B质量分数比例为100％：0％，后续次组分质量分数呈等差数列变化，公差为30％，末次组分A、B质量分数比例为40％：60％。

对比例4最终制得表层40％Ni60AACuMo—60％WC-12Co、中间层70％Ni60AACuMo—30％WC-12Co、底层100％Ni60AACuMo—0％WC-12Co的3层复合涂层材料，厚度为2.4mm。

以上实施例和对比例用到的相关材料均可通过商业购得或自行制备。

对实施例1-5和对比例1-4所获得的涂层进行表面硬度检测和抗空蚀检测，检测结果记载在下表1中。表面硬度检测按照GB/T 4340.1-1999《金属维氏硬度试验第1部分：试验方法》进行，抗空蚀检测按照GB/T 6383-2009《振动空蚀试验方法》进行。

表1实施例1-5及对比例1-4涂层的性能检测结果

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。