-SiC涂層材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種高強度C〇304-SiC涂層材料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 熱噴涂是指一系列過程，在這些過程中，細微而分散的金屬或非金屬的涂層材料， 以一種熔化或半熔化狀態，沉積到一種經過制備的基體表面，形成某種噴涂沉積層。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，然后借助焰流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。熱噴涂一般采用燃料氣或電弧等 作為能量來源。
[0003] 隨著對工程機械設備性能要求的不斷提高，熱噴涂技術的完善和發展，熱噴涂技 術的應用主要受限于熱噴涂材料和工藝設備的發展。傳統的噴涂技術使用的材料結合強度 差、氣孔率高、耐磨性差，越來越難以滿足人們對設備耐磨性的要求。因此，人們需要新型的 熱噴涂材料彌補這些常見的，影響熱噴涂技術發展和普及的缺陷，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，微觀組織結構均勻，綜合力學性能優良的材 料成為人們迫切的需求。
【發明內容】
[0004] 為了解決傳統涂層耐磨性較差，硬度較低等問題，本發明提供一種高強度 C〇304-SiC涂層材料及其制備方法。
[0005] 本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
[0006] 一種高強度C〇304-SiC涂層材料，其組分及各組分的質量份數為C〇304占50-66份、 SiC占28-44份、Ti02占1份、微量元素占0. 11-0. 69份。所述TiO2作為添加劑加入，能提 高材料的結合強度。
[0007] 所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。所述Gr為石墨稀，是一種二維碳材料，是單層 石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統稱，石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料， 它幾乎是完全透明的，只吸收2. 3%的光；導熱系數高達5300W/m?K，高于碳納米管和金剛 石。鈦的密度小，機械強度大，容易加工，并且有良好的抗腐蝕性能，能有效提高涂層的抗化 學腐蝕性，提高涂層的機械強度。
[0008] -種高強度Co304-SiC涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0009] (1)采用氣霧化法制得Co304-SiC的納米球；
[0010] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合Gr、W、Ti、Cu、Zn制得納米 粉末。
[0011] 本發明的有益效果是：本發明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好 的組織結構和較好的宏觀性能。本發明制成的C〇304-SiC涂層的硬度可達HRC53,具有一定 的硬度和抗磨損性能，結合強度、抓附力較高，具有較高的硬度和抗磨損性能，可適用于耐 高溫的工件表面，并具有一定的鐵磁性和絕緣性能，可用在一些特殊的合金材料上。本發明 密度可達9. 473g/cm3,噴涂厚度可達3毫米，致密度良好為0. 66,綜合性能優于傳統涂層材 料，硬度高、耐磨性好與傳統合金材料相比有著很大的進步。
【附圖說明】
[0012] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0013] 圖1是本發明在掃描電子顯微鏡下的組織結構及晶體形貌。
【具體實施方式】
[0014] 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。
[0015] 實施例一：
[0016] -種高強度C〇304-SiC涂層材料，其組分及各組分的質量份數為C〇304占50份、SiC 占28份、1102占1份、微量元素占0. 11份。
[0017] 所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。
[0018] -種高強度Co304-SiC涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0019] (1)采用氣霧化法制得Co304-SiC的納米球；
[0020] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合Gr、W、Ti、Cu、Zn制得納米 粉末。
[0021] 實施例二：
[0022] 一種高強度C〇304-SiC涂層材料，其組分及各組分的質量份數為C〇304占55份、SiC 占32份、Ti02占1份、微量元素占0. 35份。
[0023] 所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。
[0024] -種高強度Co304-SiC涂層材料的制備方法，與實施例一相同。
[0025] 實施例三：
[0026] 一種高強度C〇304-SiC涂層材料，其組分及各組分的質量份數為C〇304占60份、SiC 占36份、Ti02占1份、微量元素占0. 5份。
[0027] 所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。
[0028] -種高強度Co304-SiC涂層材料的制備方法，與實施例一相同。
[0029] 實施例四：
[0030] 一種高強度C〇304-SiC涂層材料，其組分及各組分的質量份數為C〇304占66份、SiC 占44份、Ti02占1份、微量元素占0. 69份。
[0031] 所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。
[0032] 一種高強度Co304-SiC涂層材料的制備方法，與實施例一相同。
[0033] 參照圖1，采用超音速噴涂技術在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得C〇304-SiC涂 層，帶有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的結合強度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨 損性能對比實驗結果見表1 :
[0034] 表1Co304-SiC涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結果：
[0035]
【主權項】
1. 一種高強度Co 304-SiC涂層材料，其特征在于：其組分及各組分的質量份數為Co3O 4 占50-66份、SiC占28-44份、1102占1份、微量元素占0. 11-0. 69份； 所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。
2. -種高強度Co 304-SiC涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 采用氣霧化法制得Co3O4-SiC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Gr、W、Ti、Cu、Zn制得納米粉 末。
【專利摘要】本發明涉及一種高強度Co3O4-SiC涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質量百分數為Co3O4占50-66份、SiC占28-44份、TiO2占1份、微量元素占0.11-0.69份，所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn，其制備方法為：采用氣霧化法制得Co3O4-SiC的納米球；然后將制得的納米球采用活性劑保護法混合Gr、W、Ti、Cu、Zn制得納米粉末。本發明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整，具有較好的組織結構和較好的宏觀性能。本發明制成的Co3O4-SiC涂層的硬度可達到HRC53，具有一定的硬度和抗磨損性能，結合強度、抓附力較高。
【IPC分類】C23C4-06, C22C29-12, B22F9-08, B82Y40-00
【公開號】CN104846309
【申請號】CN201510233656
【發明人】程敬卿
【申請人】安徽鼎恒再制造產業技術研究院有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月9日