-Mo納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種Ni60B-ZrO2-Mo納米涂層及其制備方法，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B占9％-24％、ZrO2占56％-72％、Mo占12％-19％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe；其制備方法為：先采用干式粉碎法制得Ni60B、ZrO2和Mo的納米球，再采用活性劑保護法混合Cr、Si、B和Fe制得納米粉末，之后采用等離子噴涂工藝在3Cr2Mo模具鋼基體上制備Ni60B-ZrO2-Mo涂層。本發明解決了現有碳化鎢涂層耐磨性較差、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，整體提高了材料表面的耐磨性能，也對提高了綜合力學性能。
【專利說明】-種Ni60B-Zr02-M〇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NieOB-ZrO2-Mo納米涂層及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 等離子噴涂技術在耐磨涂層、耐蝕涂層等傳統領域的應用已經較為廣泛，從上世 紀50年代至今，其應用領域由航空、航天擴展到了鋼鐵工業、汽車制造、石油化工、紡織機 械、船舶等領域。近年來等離子噴涂技術在高新【技術領域】如納米涂層、梯度功能材料、超導 涂層、生物功能涂層等方面的應用研究漸漸受到人們的重視。
[0003] 采用真空等離子噴涂制備了納米WC/Co涂層，發現涂層硬度、韌性和耐磨性較常 規涂層都有較大的改善，Connecticut大學等對等離子噴涂納米結構Al 2O3-TiO2系涂層進 行了系統的研究，包括納米粉末噴霧干燥團聚重構、等離子噴涂工藝參數優化、工藝診斷、 模擬及涂層結構與性能的分析，表明涂層具有雙態顯微結構，表現出獨特的優異性能。與對 應的常規涂層相比，結合強度增強100 %，磨粒磨損抗力提高300 %，壓痕開裂抗力、彎曲和 杯突試驗表現的剝落抗力要高得多。
[0004] 然而Al2O3-TiO2系涂層紅硬性差，高溫強度低，適用范圍有限，隨著等離子噴涂技 術的發展，人們需要多種多樣的能適應不同使用條件的納米涂層。
【發明內容】
[0005] 針對上述技術問題，本發明提供一種NieOB-ZrO2-Mo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Ni60B-Zr02_Mo納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B占 9% -24%、ZrO2占56% -72%、Mo占12% -19%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括 Cr、Si、B和Fe ;Mo元素能顯著提高合金在非氧化性酸和有機酸以及海水中的耐蝕能力，提 高涂層的高溫強度和紅硬性；含Mo元素12% -19%的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱 脹系數小等特性，適用于制造航空和航天的各種高溫部件，使部件具有耐磨、耐蝕、抗高溫 氧化等性能，是現代機械制造和磨損件修復再用的重要材料。
[0008] -種NieOB-ZrO2-Mo納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得 Ni60B、ZrO2和Mo的納米球，再采用活性劑保護法混合Cr、Si、B和Fe制得納米粉末。
[0009] 所述納米粉末采用等離子噴涂工藝可在3Cr2Mo模具鋼基體上制備Ni60B-Zr02-Mo 涂層。
[0010] 本發明的有益效果是：本發明解決了現有碳化鎢涂層耐磨性較差、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，使涂層強度提高了 50%，彈性模量提 高了 8.9% -15. 4%，從而整體提高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；所述Ni60B-Zr02-Mo納米涂層適合多種鋼材比如：20Cr、12CrNi3A、 5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，與傳統合金材料相比硬度高、耐磨性好、結 合強度高、耐高溫、耐腐蝕。
【具體實施方式】
[0011] 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。
[0012] 實施例一：
[0013] 一種Ni60B-Zr02-Mo納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B占9%、Zr0 2 占72%、Mo占17. 88%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。
[0014] 一種Ni60B-Zr02-Mo納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得 Ni60B、ZrO2和Mo的納米球，再采用活性劑保護法混合Cr、Si、B和Fe制得納米粉末，之后 采用等離子噴涂工藝在3Cr2M 〇模具鋼基體上制備Ni60B-Zr02-M〇涂層。
[0015] 所述Ni60B-Zr02-Mo納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0016] 所述Ni60B-Zr02-M〇納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr鋼基體的 摩擦磨損性能實驗結果對比見表2。
[0017] 實施例二：
[0018] 一種Ni60B-Zr02-M〇納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B占13%、 ZrO2占67%、11〇占18. 88%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。
[0019] 一種Ni60B-Zr02-M〇納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0020] 所述Ni60B-Zr02-Mo納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0021] 所述Ni60B-Zr02-M〇納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr鋼基體的 摩擦磨損性能實驗結果對比見表3。
[0022] 實施例三：
[0023] -種Ni60B-Zr02_Mo納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60B占18%、 ZrO2占66%、11〇占14. 88%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。
[0024] -種Ni60B-Zr02_Mo納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0025] 所述Ni60B-Zr02-Mo納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1。
[0026] 所述Ni60B-Zr02_M〇納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr鋼基體的 摩擦磨損性能實驗結果對比見表4。
[0027] 表I Ni60B-Zr02-Mo納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果：
[0028]
【權利要求】
1. 一種Ni60B-Zr02-M〇納米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質量百分數為Ni60B 占9% -24%、Zr02占56% -72%、Mo占12% -19%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包 括 Cr、Si、B 和 Fe。
2. -種Ni60B-Zr02-M〇納米涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：先采用干式 粉碎法制得Ni60B、Zr02和Mo的納米球，再采用活性劑保護法混合Cr、Si、B和Fe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Ni60B-Zr02-M〇涂層。
【文檔編號】C23C4/12GK104388878SQ201410604007
【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