納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Ni60B-ZrO2納米涂層及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Ni60B占71.6％-84.4％、ZrO2占11％-24％、TiO2占2％、微量元素占2.4％，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo，其制備方法為：先采用溫式粉碎法制得Ni60B和ZrO2的納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo制得納米粉末，同時添加助劑TiO2，之后采用等離子噴涂工藝制備Ni60B-ZrO2納米涂層。本發(fā)明與傳統(tǒng)合金材料相比硬度有所加強，韌性、結(jié)合強度有極大提高，涂層可加厚度也有很大提高，很適合一些工作面比較苛刻，受到重力沖擊的工件。
【專利說明】一種N i 60B-Zr02納米涂層及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種NieOB-ZrO2納米涂層及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 中國特色的再制造工程是在維修工程、表面工程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要基于復 合表面工程技術(shù)、納米表面工程技術(shù)和自動化表面工程技術(shù)，這些先進的表面工程技術(shù)是 國外再制造時所不曾采用的。先進表面工程技術(shù)在再制造中的應(yīng)用，可將舊工件的利用率 提高到90%，使零件的尺寸精度和質(zhì)量標準不低于原型新品水平，而且在耐磨、耐蝕、抗疲 勞等性能方面達到原型新品水平，并最終確保再制造裝備零部件的性能質(zhì)量達到甚至超過 原型新品。再制造的重要特征是再制造后的產(chǎn)品質(zhì)量和性能不低于新品，成本只是新品的 50 %，節(jié)能60 %，節(jié)材70 %，對環(huán)境的不良影響顯著降低。
[0003] 中國特色的再制造工程針對不同的工件種類、不同的使用要求，需要采用不同的 噴涂工藝和不同的噴涂材料，其中噴涂材料是決定工件表面特性的關(guān)鍵因素，針對現(xiàn)有涂 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制造技術(shù)，用于改善 材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，提高涂層硬度的新型材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種NieOB-ZrO2納米涂層及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] 一種Ni60B-Zr02納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Ni60B占 71.6% -84. 4%、Zr02占11% -24%、Ti02占2%、微量元素占2. 4%，所述微量元素包括C、 Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0007] -種Ni60B-Zr02納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用溫式粉碎法制得 Ni60B和ZrO2的納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo制得納米粉末，同時 添加助劑TiO2，之后采用等離子噴涂工藝在9Cr 18模具鋼基體上制備Ni60B-Zr02納米涂層， 由于材料硬度比較高、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(fā)明的有益效果是：本發(fā)明與傳統(tǒng)合金材料相比硬度有所加強，韌性、結(jié)合強度 有極大提高，涂層可加厚度也有很大提高，很適合一些工作面比較苛刻，受到重力沖擊的工 件，結(jié)合面不會受到影響，解決了現(xiàn)有涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，改善了材料 表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，使涂層硬度提高了 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(fā)揮了采用等離子噴涂工藝制備NieOB-ZrO2涂層 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(xiàn)出的傳統(tǒng)工 藝所不具有的優(yōu)勢。

【具體實施方式】
[0009] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對本發(fā)明進一步闡 述。
[0010] 實施例一：
[0011] 一種Ni60B-Zr02m米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Ni60B占71. 6%、Zr02占24%、TiO2占2%、微量元素占2. 4%，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0012] 一種Ni60B-Zr02納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用溫式粉碎法制得 Ni60B和ZrO2的納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo制得納米粉末，同時 添加助劑TiO2，之后采用等離子噴涂工藝在9Cr 18模具鋼基體上制備Ni60B-Zr02納米涂層。
[0013] 所述Ni60B-Zr02納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果見表1。
[0014] 所述Ni60B-Zr02納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結(jié)果與20Cr圓鋼基體的摩 擦磨損性能實驗結(jié)果對比見表2。
[0015] 實施例二：
[0016] 一種Ni60B-Zr02m米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Ni60B占77. 6%、Zr02占18%、TiO2占2%、微量元素占2. 4%，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0017] 一種Ni60B-Zr02納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0018] 所述Ni60B-Zr02納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果見表1。
[0019] 所述Ni60B-Zr02納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結(jié)果與20Cr圓鋼基體的摩 擦磨損性能實驗結(jié)果對比見表2。
[0020] 實施例三：
[0021] 一種Ni60B-Zr02m米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Ni60B占84. 6%、Zr02占11 %、TiO2占2%、微量元素占2. 4%，所述微量元素包括C、Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0022] -種Ni60B_Zr02納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0023] 所述Ni60B_Zr02納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果見表1。
[0024] 所述Ni60B-Zr02納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結(jié)果與20Cr圓鋼基體的摩 擦磨損性能實驗結(jié)果對比見表2。
[0025] 所述納米涂層可采用等離子噴涂工藝在9Crl8模具鋼基體上制備Ni60B_Zr02納 米涂層。
[0026] 測試了涂層的結(jié)合強度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨損性能，并利用XRD對噴 涂粉末濟涂層進行了相結(jié)構(gòu)分析，用掃描電子顯微鏡對噴涂粉末、磨粒磨損前后的涂層表 面形貌進行了觀察。研究結(jié)果及主要結(jié)論如下：
[0027] 表I Ni60B_Zr02納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種Ni60B-Zr02納米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Ni60B占 71.6% -84. 4%、Zr02占11% -24%、Ti02占2%、微量元素占2. 4%，所述微量元素包括C、 Cr、Si、B、Fe、Mo。
2. -種Ni60B-Zr02納米涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：先采用溫式粉 碎法制得Ni60B和Zr02的納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe、Mo制得納米 粉末，同時添加助劑Ti02，之后采用等離子噴涂工藝在9Crl8模具鋼基體上制備Ni60B-Zr02納米涂層。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】程敬卿, 薛衛(wèi)昌 申請人:安徽鼎恒再制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司