一種Co-SiC-Fe納米涂層材料及其制備方法
【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Co-SiC-Fe納米涂層材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂是一種表面強化技術(shù)，是表面工程技術(shù)的重要組成部分，一直是我國重點 推廣的新技術(shù)項目。它是利用某種熱源（如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等）將粉末狀或 絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助焰留本身或壓縮空氣以一定 速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術(shù)。
[0003] 隨著對工程機械設(shè)備性能要求的不斷提高，熱噴涂技術(shù)的完善和發(fā)展，熱噴涂技 術(shù)的應(yīng)用主要受限于熱噴涂材料和工藝設(shè)備的發(fā)展。然而，熱噴涂技術(shù)的突出特點又使其 應(yīng)用極具潛力。這些特點主要表現(xiàn)在：1、表面工程和多種復合材料的結(jié)合在材料設(shè)計中具 有明顯的優(yōu)勢；2、可方便地調(diào)整材料的化學成分；3、能夠動態(tài)形成具有特殊結(jié)構(gòu)性能的復 合材料；4、多種材料和多種技術(shù)的復合可獲得優(yōu)異的性能。因此熱噴涂材料的研宄是21世 紀熱噴涂發(fā)展的決定性因素，也是熱噴涂技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動。
[0004] 傳統(tǒng)的噴涂技術(shù)使用的材料結(jié)合強度差、氣孔率高、耐磨性差，難以滿足現(xiàn)代工業(yè) 的發(fā)展需求。而新型熱噴涂材料可以彌補這些缺陷，采用新工藝、新方法、新配方制得具有 高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性，微觀組織結(jié)構(gòu)均勻，綜合力學性能優(yōu)良的材料以滿足人們 的迫切需求是熱噴涂技術(shù)發(fā)展的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決傳統(tǒng)涂層耐磨性較差，硬度較低等問題，本發(fā)明提供一種Co-SiC-Fe納 米涂層材料及其制備方法。
[0006] 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)：
[0007] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co占21-46份、SiC 占37-62份、Fe占14-27份、Al2O3占1份、微量元素占0. 33-0. 79份，所述Al 203在摩氏硬 度表中位列第9級，Al2O3作為添加劑加入，能提高材料耐磨性和硬度。
[0008] Co的物理、化學性質(zhì)決定了它是生產(chǎn)耐熱合金、硬質(zhì)合金、防腐合金、磁性合金和 各種鈷鹽的重要原料。鈷基合金或含鈷合金鋼用作燃汽輪機的葉片、葉輪、導管、噴氣發(fā)動 機、火箭發(fā)動機、導彈的部件和化工設(shè)備中各種高負荷的耐熱部件以及原子能工業(yè)的重要 金屬材料。Co作為粉末冶金中的粘結(jié)劑能保證硬質(zhì)合金有一定的韌性。
[0009] SiC的硬度很大，莫氏硬度為9. 5級，僅次于世界上最硬的金剛石（10級），具有 優(yōu)良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能抗氧化。
[0010] 所述微量元素為W、Ti、Al、Cu、Zn。
[0011] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0012] (1)米用氣霧化法制得Co-SiC-Fe的納米球；
[0013] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合1、11、41、(：11、211制得納米 粉末。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好 的組織結(jié)構(gòu)和較好的宏觀性能。本發(fā)明制成的C 0-SiC-Fe納米涂層的硬度可達HRC56,具 有一定的硬度和抗磨損性能，結(jié)合強度、抓附力較高，密度可達8. 761g/cm3,噴涂厚度可達4 毫米，致密度良好為0. 83,綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，硬度高、耐磨性好與傳統(tǒng)合金材料 相比有著很大的進步
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016] 圖1是本發(fā)明在掃描電子顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)及晶體形貌。
【具體實施方式】
[0017] 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。
[0018] 實施例一
[0019] 一種Co-SiC-Fe納米涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co占21份、SiC占 37份、Fe占14份、Al2O3占1份、微量元素占0.33份。
[0020] 所述微量元素為W、Ti、Al、Cu、Zn。
[0021] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0022] (1)米用氣霧化法制得Co-SiC-Fe的納米球；
[0023] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合1、11、41、(：11、211制得納米 粉末。
[0024] 實施例二
[0025] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co占28份、SiC占 43份、Fe占18份、Al 2O3占1份、微量元素占0.54份。
[0026] 所述微量元素為W、Ti、Al、Cu、Zn。
[0027] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0028] 實施例三
[0029] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co占38份、SiC占 58份、Fe占21份、Al 2O3占1份、微量元素占0.68份。
[0030] 所述微量元素為W、Ti、Al、Cu、Zn。
[0031] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0032] 實施例四
[0033] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co占46份、SiC占 62份、Fe占27份、Al 2O3占1份、微量元素占0.79份。
[0034] 所述微量元素為W、Ti、Al、Cu、Zn。
[0035] -種Co-SiC-Fe納米涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0036] 結(jié)合圖1，采用超音速噴涂技術(shù)在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得Co-SiC-Fe 納米涂層，帶有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的結(jié)合強度、顯微硬度、氣孔率以及抗 磨粒磨損性能對比實驗結(jié)果見表1 :
[0037] 表1 Co-SiC-Fe納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結(jié)果：
【主權(quán)項】
1. 一種Co-SiC-Fe納米涂層材料，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co占 21-46 份、SiC 占 37-62 份、Fe 占 14-27 份、Al2O3占 1 份、微量元素占 0? 33-0. 79 份； 所述微量元素為W、Ti、Al、Cu、Zn。
2. -種Co-SiC-Fe納米涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 先米用氣霧化法制得Co-SiC-Fe的納米球； (2) 將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合W、Ti、Al、Cu、Zn制得納米粉 末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Co-SiC-Fe納米涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Co占21-46份、SiC占37-62份、Fe占14-27份、Al2O3占1份、微量元素占0.33-0.79份，所述微量元素為W、Ti、Al、Cu、Zn，其制備方法為：采用氣霧化法制得Co-SiC-Fe的納米球；然后將制得的納米球采用活性劑保護法混合W、Ti、Al、Cu、Zn制得納米粉末。本發(fā)明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好的組織結(jié)構(gòu)和較好的宏觀性能。本發(fā)明制成的Co-SiC-Fe納米涂層的硬度達到HRC52，具有一定的硬度和抗磨損性能，結(jié)合強度、抓附力較高。
【IPC分類】C23C4-06, B82Y40-00, B22F1-00, C22C30-00, B22F9-08, C22C29-02, B82Y30-00
【公開號】CN104878339
【申請?zhí)枴緾N201510233292
【發(fā)明人】程敬卿
【申請人】蕪湖鼎恒材料技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月9日