納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種WC-HfO2納米涂層及其制備方法，其組分及各組分的質量百分數為WC占19.31％-37.47％、HfO2占61.26％-79.42％、微量元素占1.27％，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo，其制備方法為：先采用干式粉碎法制得WC和HfO2的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之后采用等離子噴涂工藝在9Cr18模具鋼基體上制備WC-HfO2納米涂層。本發明HfO2含量較高，所以涂層結合強度、抓附力較高，優于傳統涂層材料，硬度高、耐磨性好，解決了現有涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結構。
【專利說明】-種WC-HfO2納米涂層及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱噴涂【技術領域】，具體說是一種WC-HfO2納米涂層及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 等離子噴涂技術是繼火焰噴涂之后大力發展起來的一種新型多用途的精密噴涂 方法，它具有：1、超高溫特性，便于進行高熔點材料的噴涂；2、噴射粒子的速度高，涂層致 密，粘結強度高；3、由于使用惰性氣體作為工作氣體，所以噴涂材料不易氧化。
[0003] 隨著等離子噴涂技術的普及，越來越多的工件開始使用等離子噴涂修復技術"起 死回生"，然而工件的材質種類不同、使用條件不同，修復時所采用的噴涂方式和噴涂材料 也各不相同。
[0004] 針對現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，用于改善材料表面涂層的微觀組織、結構，提高涂層硬度的新型材料。
【發明內容】
[0005] 針對上述技術問題，本發明提供一種WC-HfO2納米涂層及其制備方法。
[0006] 本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
[0007] -種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為WC占19. 31% -37. 47%、 HfO2占61. 26% -79. 42%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo, WC是 僅次于金剛石的第二硬材料，具有良好的物理、化學性能，彈性模量與金剛石接近，熱穩定 性比金剛石商，HfO 2可提商提商材料的強度和初性近50%，所添加的一些稀土兀素可提商 涂層的結合度、抓附力。
[0008] -種WC-HfO2納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用活性劑保護法制得WC 和HfO2的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之后采用等離 子噴涂工藝在9Cr 18模具鋼基體上制備WC-HfO2納米涂層。
[0009] 本發明的有益效果是：本發明的!1?)2含量較高，所以涂層結合強度、抓附力較 高，優于傳統涂層材料，硬度高、耐磨性好，解決了現有涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的 問題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結構，使涂層硬度提高了 50%，彈性模量提高了 8. 5% -14. 4%，從而整體提高了材料表面的耐磨性能，同時也對提高改善性的綜合力學性 能有顯著的作用，適用于等離子噴涂，可用噴涂鋼材有：2Crl3、4Crl3、9Crl8、4Cr5W2VSi、 8Cr3 等。
【具體實施方式】
[0010] 為了使本發明實現的技術手段和創作特征易于明白了解，下面對本發明進一步闡 述。
[0011] 實施例一：
[0012] 一種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為WC占19. 31%、HfO2占 79. 42%、微量元素占 I. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0013] 一種WC-HfO2納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用活性劑保護法制得WC 和HfO2的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之后采用等離 子噴涂工藝在9Cr 18模具鋼基體上制備WC-HfO2納米涂層。
[0014] 所述WC-HfO2納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0015] 所述WC-HfO2納米涂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。
[0016] 實施例二：
[0017] 一種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為WC占37. 47%、HfO2占 61. 26%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0018] 一種WC-HfO2納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0019] 所述WC-HfO2納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0020] 所述WC-HfO2納米涂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。
[0021] 實施例三：
[0022] -種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為WC占28. 53%、HfO2占 70. 2%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0023] -種WC-HfO2納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0024] 所述WC-HfO2納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0025] 所述WC-HfO2納米涂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。
[0026] 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WC-Hf02納米涂 層。
[0027] 測試了涂層的結合強度、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構分析，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，主要實驗結果及結論如下：
[0028] 表I WC_Hf02納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果：
【權利要求】
1. 一種WC-Hf02m米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質量百分數為WC占 19. 31% -37. 47%、Hf02占61. 26% -79. 42%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、 Cr、Si、B、Mo。
2. -種WC-Hf02納米涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：先采用活性劑保護 法制得WC和Hf02的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之 后采用等離子噴涂工藝在模具鋼基體上制備WC-Hf02納米涂層。
【文檔編號】C23C4/06GK104388876SQ201410603926
【公開日】2015年3月4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 申請人:安徽鼎恒再制造產業技術研究院有限公司