-Co納米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Fe-Ti02-Co納米涂層材料及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 熱噴涂，是將熔融狀態的噴涂材料，通過高速氣流使其霧化噴射在零件表面上，形 成噴涂層的一種金屬表面加工方法。我們把特殊的工作表面叫"涂層"，把制造涂層的工作 方法叫"熱噴涂"，它是采用各種熱源進行噴涂和噴焊的總稱。
[0003] 熱噴涂技術具有以下幾方面突出優點：1、表面工程和多種復合材料的結合在材料 設計中具有明顯的優勢；2、可方便地調整材料的化學成分；3、能夠動態形成具有特殊結構 性能的復合材料；4、多種材料和多種技術的復合可獲得優異的性能。
[0004] 基于此，因此熱噴涂材料的研宄是21世紀熱噴涂發展的決定性因素，也是熱噴涂 技術發展的驅動。
[0005] 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。新型熱噴涂材料需 要彌補這些缺陷，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】
[0006] 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Fe-Ti02-Co納 米涂層材料及其制備方法。
[0007] 本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
[0008] 一種Fe-Ti02-Co納米涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Fe占64-75份、 Ti02占16-25份、Co占5份、A1 203占1份、微量元素占0. 37-0. 68份，所述A1 203作為添加 劑加入，能提高材料耐磨性和硬度。
[0009] Ti02的粘附性好，涂層不易脫落，且TiO2的熱穩定性好。
[0010] Co是具有光澤的鋼灰色金屬，比較硬而脆，在常溫下不和水作用，在潮濕的空氣中 也很穩定。Co的物理、化學性質決定了它是生產耐熱合金、硬質合金、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綜合力學性能優異，是常用作燃汽輪機的葉 片、葉輪、導管、噴氣發動機、火箭發動機、導彈的部件和化工設備中各種高負荷的耐熱部件 以及原子能工業的重要金屬材料。
[0011] 所述微量元素為C、Mn、B、Sn、Mo。
[0012] B在600°C~1000°C可與Sn反應；在1000°C~1400°C與C作用，高溫下B還與許 多金屬和金屬氧化物反應，形成金屬硼化物。這些化合物通常是高硬度、耐熔、高電導率和 化學惰性的物質，常具有特殊的性質。
[0013] Mo的純金屬是銀白色，非常堅硬。把少量Mo加到納米涂層之中，可提高納米涂層 硬度。
[0014] 一種Fe-Ti02-Co納米涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0015] (1)采用氣霧化法制得Fe-Ti02_Co的納米球；
[0016] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mn、B、Sn、Mo制得納米 粉末。
[0017] 本發明的有益效果是：本發明的涂層的硬度達到HRC45,涂層厚度可達3毫米，涂 層密度在6. 96g/cm3。本發明強度好，耐磨，來源廣泛，價格低廉，可用在常溫下工作的機械 零部件上，作滑動表面的硬面涂層及磨損部位的尺寸修復。
[0018] 本發明優于傳統涂層材料，硬度高、耐磨性好，與傳統合金材料相比有著較大的進 步。在相同的條件下普通材料的磨損量是Fe-Ti02-Co涂層磨損量的2. 5倍左右。
【具體實施方式】
[0019] 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。
[0020] 實施例一：
[0021] 一種Fe-Ti02-Co納米涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Fe占64份、Ti02 占16份、Co占5份、A1203占1份、微量元素占0.37份。
[0022] 所述微量元素為C、Mn、B、Sn、Mo。
[0023] -種Fe-Ti02-Co納米涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0024] (1)米用氣霧化法制得Fe-Ti02_Co的納米球；
[0025] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mn、B、Sn、Mo制得納米 粉末。
[0026] 實施例二：
[0027]一種Fe-Ti02-Co納米涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Fe占68份、Ti02 占18份、Co占5份、A1203占1份、微量元素占0. 45份。
[0028] 所述微量元素為C、Mn、B、Sn、Mo。
[0029] -種Fe-Ti02-Co納米涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0030] 實施例三：
[0031] 一種Fe-Ti02-Co納米涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Fe占72份、Ti02 占22份、Co占5份、A1203占1份、微量元素占0. 58份。
[0032] 所述微量元素為C、Mn、B、Sn、Mo。
[0033] -種Fe-Ti02-Co納米涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0034] 實施例四：
[0035] 一種Fe-Ti02-Co納米涂層材料，其組分及各組分的質量份數為Fe占75份、Ti02 占25份、Co占5份、A1203占1份、微量元素占0. 68份。
[0036] 所述微量元素為C、Mn、B、Sn、Mo。
[0037] -種Fe-Ti02-Co納米涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0038] 采用等離子噴涂技術在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得Fe-Ti02-Co納米涂 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 :
[0039] 表1Fe-Ti02-Co納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結果：
[0040]
[0041]
【主權項】
1. 一種Fe-TiO 2_Co納米涂層材料，其特征在于：其組分及各組分的質量份數為Fe占 64-75份、TiO2占16-25份、Co占5份、Al 203占1份、微量元素占0. 37-0. 68份； 所述微量元素為C、Mn、B、Sn、Mo。
2. -種Fe-TiO 2-Co納米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Fe-TiO2-Co的納米球； (2) 將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mn、B、Sn、Mo制得納米粉末。
【專利摘要】本發明涉及一種Fe-TiO2-Co納米涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質量百分數為Fe占64-75份、TiO2占16-25份、Co占5份、Al2O3占1份、微量元素占0.37-0.68份，所述微量元素為C、Mn、B、Sn、Mo，其制備方法為：采用氣霧化法制得Fe-TiO2-Co的納米球；然后將制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mn、B、Sn、Mo制得納米粉末。本發明優于傳統涂層材料，硬度高、耐磨性好，與傳統合金材料相比有著較大的進步。在相同的條件下普通材料的磨損量是Fe-TiO2-Co涂層磨損量的2.5倍左右。
【IPC分類】B22F9-08, C22C38-12, C23C4-06, C22C38-10, B82Y40-00
【公開號】CN104846319
【申請號】CN201510236537
【發明人】程敬卿
【申請人】蕪湖鼎瀚再制造技術有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月9日