本发明属于金属陶瓷涂层制备领域，具体涉及一种基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法。
背景技术：
1、金属陶瓷涂层被广泛应用于高速切削刀具、火箭外壳、高性能轴承等部件的表面防护，为了使其具有更高硬度、强度和优异的摩擦学性能，通过向涂层中引入多种氮化物或碳化物并耦合各强化相特性是行之有效的办法。然而外加法引入多种陶瓷相面临着性能不均、界面复杂不稳定、制造难度大及成本高昂等挑战，严重影响涂层长时服役可靠性和广泛适用性。在保证金属陶瓷表面防护涂层高性能的前提下，如何在涂层制备层面最大限度实现多种陶瓷强化相的稳定相容并降低制备成本是亟需解决的重要难题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决通过外加法引入多种陶瓷相存在着性能不均、界面复杂不稳定、制造难度大和性能有待提高等问题，而提供一种基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法。
2、本发明基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法按照以下步骤实现：
3、一、依次通过打磨、抛光与清洗对基体材料进行预处理，获得预处理基体；
4、二、将碳化物陶瓷粉和金属粘结剂前驱体粉末置于高能球磨机中进行充分混合，干燥后得到金属陶瓷激光熔覆粉体；
5、三、排出熔覆仓中的气体，当真空度达到0.01mpa后，(缓慢)向熔覆仓中充入氮气，控制熔覆仓内氮气压力为0.2～1.2mpa，得到充满氮气氛围的密闭激光熔覆仓；
6、四、在充满氮气氛围的密闭激光熔覆仓中，以金属陶瓷激光熔覆粉体作为熔覆粉体，采用激光熔覆工艺在预处理基体表面原位合成多元金属陶瓷涂层；
7、五、熔覆结束后继续供应氮气，直到多元金属陶瓷涂层完全冷却至室温，关闭氮气供应，完成多元金属陶瓷涂层的原位合成；
8、其中步骤二中金属粘结剂前驱体为含有ti元素的合金粉末，金属粘结剂前驱体中还含有co、ni、fe中的一种或者多种，金属粘结剂前驱体中其他元素选自mo、w、cr、cu、ag中的一种或者多种。
9、本发明中重塑和自生的陶瓷相含量通过激光工艺参数(如工作电流、离焦量、扫描速度、氮气气压、脉冲宽度和脉冲频率)、多元陶瓷相前驱体(碳化物)粉末含量、金属粘结剂前驱体配比控制。
10、本发明中金属粘结剂前驱体元素中需含有ti元素，作为陶瓷相分解重塑和原位自生的核心元素，其他粘结元素优选为co、ni、fe、mo、w、cr、cu、ag等金属粘结剂常用元素中的一种或者(更)多种。除了上述金属，也可选用镍基合金、钴基合金、铁基合金与ti元素(单质钛)混合后作为粘结剂前驱体。
11、本发明基于竞争陶瓷化机制的理念，即强碳化物形成元素与c元素、ti元素与n元素之间强烈的化学键合倾向，采用激光熔覆技术制备出反应自生多元金属陶瓷涂层，多元陶瓷相前驱体在激光熔池中分解重塑的同时，氮气氛围作用下氮化物陶瓷相原位自生，最终实现外加单一陶瓷相诱导生成多元陶瓷相结构，突破了传统外加法中金属-陶瓷相间界面不稳定及润湿性差的技术壁垒，并展示了协同提升材料性能与经济效益的可能性。
1.基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于该多元金属陶瓷涂层的原位合成方法按照以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤二中的金属粉末粒径为45～150μm。
3.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤二中的碳化物陶瓷粉末的粒径为45～120μm。
4.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤二中所述碳化物陶瓷粉中的碳化物形成元素选自zr、v、ta、nb、w、mo、cr、mn或者fe。
5.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤二中球磨过程中的磨球材料为gcr15钢球，球料质量比为2:1，转速为280～340r/min，球磨时间为1～2h。
6.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤二中的干燥温度为100～200℃，干燥时间为2～3h。
7.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤二中碳化物陶瓷粉和金属粘结剂前驱体粉末的质量比为(1～4)：(1～8)。
8.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤四中采用激光熔覆工艺中控制搭接率30～35％，光斑直径2.5mm。
9.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤四中激光熔覆工艺中控制激光的能量密度为50～140j/mm2。
10.根据权利要求1所述的基于竞争陶瓷化机制的多元金属陶瓷涂层的原位合成方法，其特征在于步骤四中得到的多元金属陶瓷涂层的厚度为0.5～2mm。
