納米塗層及其製備方法
2023-06-03 19:07:41 1
納米塗層及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種Ni60B-ZrO2納米塗層及其製備方法，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B佔71.6％-84.4％、ZrO2佔11％-24％、TiO2佔2％、微量元素佔2.4％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo，其製備方法為：先採用溫式粉碎法製得Ni60B和ZrO2的納米球，再採用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo製得納米粉末，同時添加助劑TiO2，之後採用等離子噴塗工藝製備Ni60B-ZrO2納米塗層。本發明與傳統合金材料相比硬度有所加強，韌性、結合強度有極大提高，塗層可加厚度也有很大提高，很適合一些工作面比較苛刻，受到重力衝擊的工件。
【專利說明】一種N i 60B-Zr02納米塗層及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱噴塗【技術領域】，具體說是一種NieOB-ZrO2納米塗層及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 中國特色的再製造工程是在維修工程、表面工程基礎上發展起來的，主要基於復 合表面工程技術、納米表面工程技術和自動化表面工程技術，這些先進的表面工程技術是 國外再製造時所不曾採用的。先進表面工程技術在再製造中的應用，可將舊工件的利用率 提高到90%，使零件的尺寸精度和質量標準不低於原型新品水平，而且在耐磨、耐蝕、抗疲 勞等性能方面達到原型新品水平，並最終確保再製造裝備零部件的性能質量達到甚至超過 原型新品。再製造的重要特徵是再製造後的產品質量和性能不低於新品，成本只是新品的 50 %，節能60 %，節材70 %，對環境的不良影響顯著降低。
[0003] 中國特色的再製造工程針對不同的工件種類、不同的使用要求，需要採用不同的 噴塗工藝和不同的噴塗材料，其中噴塗材料是決定工件表面特性的關鍵因素，針對現有塗 層普遍存在耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，人們需要一種能配合再製造技術，用於改善 材料表面塗層的微觀組織、結構，提高塗層硬度的新型材料。
【發明內容】
[0004] 針對上述技術問題，本發明提供一種NieOB-ZrO2納米塗層及其製備方法。
[0005] 本發明所要解決的技術問題採用以下技術方案來實現：
[0006] 一種Ni60B-Zr02納米塗層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B佔 71.6% -84. 4%、Zr02佔11% -24%、Ti02佔2%、微量元素佔2. 4%，所述微量元素包括C、 Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0007] -種Ni60B-Zr02納米塗層的製備方法，包括以下步驟：先採用溫式粉碎法製得 Ni60B和ZrO2的納米球，再採用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo製得納米粉末，同時 添加助劑TiO2，之後採用等離子噴塗工藝在9Cr 18模具鋼基體上製備Ni60B-Zr02納米塗層， 由於材料硬度比較高、韌性稍差，所以添加了 2%的助劑TiO2來提高材料硬度和韌性，可使 材料的硬度提高50 %、韌性提高50 %。
[0008] 本發明的有益效果是：本發明與傳統合金材料相比硬度有所加強，韌性、結合強度 有極大提高，塗層可加厚度也有很大提高，很適合一些工作面比較苛刻，受到重力衝擊的工 件，結合面不會受到影響，解決了現有塗層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，改善了材料 表面塗層的微觀組織、結構，使塗層硬度提高了 50%，彈性模量提高了 8.5% -14. 4%，從而 整體提高材料表面的耐磨性能，同時充分發揮了採用等離子噴塗工藝製備NieOB-ZrO2塗層 在提高材料抗磨粒磨損性能、硬度、強度、韌性、耐高溫和耐摩擦等方面所表現出的傳統工 藝所不具有的優勢。
【具體實施方式】
[0009] 為了使本發明實現的技術手段和創作特徵易於明白了解，下面對本發明進一步闡 述。
[0010] 實施例一：
[0011] 一種Ni60B-Zr02m米塗層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B佔71. 6%、Zr02佔24%、TiO2佔2%、微量元素佔2. 4%，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0012] 一種Ni60B-Zr02納米塗層的製備方法，包括以下步驟：先採用溫式粉碎法製得 Ni60B和ZrO2的納米球，再採用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo製得納米粉末，同時 添加助劑TiO2，之後採用等離子噴塗工藝在9Cr 18模具鋼基體上製備Ni60B-Zr02納米塗層。
[0013] 所述Ni60B-Zr02納米塗層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0014] 所述Ni60B-Zr02納米塗層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr圓鋼基體的摩 擦磨損性能實驗結果對比見表2。
[0015] 實施例二：
[0016] 一種Ni60B-Zr02m米塗層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B佔77. 6%、Zr02佔18%、TiO2佔2%、微量元素佔2. 4%，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0017] 一種Ni60B-Zr02納米塗層的製備方法，同實施例一。
[0018] 所述Ni60B-Zr02納米塗層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0019] 所述Ni60B-Zr02納米塗層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr圓鋼基體的摩 擦磨損性能實驗結果對比見表2。
[0020] 實施例三：
[0021] 一種Ni60B-Zr02m米塗層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B佔84. 6%、Zr02佔11 %、TiO2佔2%、微量元素佔2. 4%，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0022] -種Ni60B_Zr02納米塗層的製備方法，同實施例一。
[0023] 所述Ni60B_Zr02納米塗層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0024] 所述Ni60B-Zr02納米塗層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr圓鋼基體的摩 擦磨損性能實驗結果對比見表2。
[0025] 所述納米塗層可採用等離子噴塗工藝在9Crl8模具鋼基體上製備Ni60B_Zr02納 米塗層。
[0026] 測試了塗層的結合強度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨損性能，並利用XRD對噴 塗粉末濟塗層進行了相結構分析，用掃描電子顯微鏡對噴塗粉末、磨粒磨損前後的塗層表 面形貌進行了觀察。研究結果及主要結論如下：
[0027] 表I Ni60B_Zr02納米塗層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果：
[0028]
【權利要求】
1. 一種Ni60B-Zr02納米塗層，其特徵在於：其組分及各組分的質量百分數為Ni60B佔 71.6% -84. 4%、Zr02佔11% -24%、Ti02佔2%、微量元素佔2. 4%，所述微量元素包括C、 Cr、Si、B、Fe、Mo。
2. -種Ni60B-Zr02納米塗層的製備方法，其特徵在於：包括以下步驟：先採用溫式粉 碎法製得Ni60B和Zr02的納米球，再採用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo製得納米 粉末，同時添加助劑Ti02，之後採用等離子噴塗工藝在9Crl8模具鋼基體上製備Ni60B-Zr02納米塗層。
【文檔編號】C23C4/06GK104451511SQ201410606231
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】程敬卿, 薛衛昌 申請人:安徽鼎恆再製造產業技術研究院有限公司