Ni-Cr-B-Mo納米材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種Ni-Cr-B-Mo納米材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 熱噴涂是一種表面強化技術，具體指一系列過程，在這些過程中，細微而分散的金 屬或非金屬的納米材料，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。
[0003] 熱噴涂技術具有以下優點：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] 熱噴涂技術的發展應用主要依靠熱噴涂材料和熱噴涂工藝設備的發展。目前，在 熱噴涂材料方面，普遍存在著材料結合強度差、氣孔率高、耐磨性差等問題，不能滿足人們 對工程機械設備性能的要求。
【發明內容】
[0005] 為了解決傳統涂層硬度較低等問題，本發明提供一種Ni-Cr-B-Mo納米材料及其 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] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占61-69份、Cr占18-31 份、B占8份、Mo占5份、C占0· 15份、Si占0· 5份、Mn占0· 5份、W占0· 85份。
[0008] 將Ni混入納米涂層中可以提高涂層機械強度。Ni合金用來制造機器承受較大壓 力、承受沖擊和往復負荷部分的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。
[0009] Cr是銀白色金屬，質極硬，耐腐蝕，氧化緩慢，可以提高工件的硬度和耐腐性。
[0010] B和Si在2000°C以上反應生成硼化硅；在1000~1400°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。
[0011] 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。
[0012] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (1)采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo的納米球；
[0014] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合0. 15份C、0. 5份Si、0. 5 份Mn、0. 85份W制得納米粉末。
[0015] 本發明的有益效果是：經過不同配比實驗，本發明制成的涂層硬度可達到HRC54， 具有高的硬度和抗磨損性能。涂層韌性、結合度高，與傳統合金材料相比有著較大的進步， 解決了傳統材料耐磨性較差、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 %左右，韌性提高65 %左右，彈性模量提高了 6. 5 % -13. 5 %，從而 整體提高了材料表面的耐磨性能、韌性，同時也對提高改善性的綜合力學性能有顯著的作 用。
【具體實施方式】
[0016] 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。
[0017] 實施例一
[0018] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占61份、Cr占18份、B 占8份、Mo占5份、Cr占1份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0019] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，包括以下步驟：
[0020] (1)采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo的納米球；
[0021] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合0. 15份C、0. 5份Si、0. 5 份Mn、0. 85份W制得納米粉末。
[0022] 實施例二
[0023] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占66份、Cr占28份、B 占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0024] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，同實施例一。
[0025] 實施例三
[0026] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占69份、Cr占23份、B 占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0027] -種Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，同實施例一。
[0028] 實施例四
[0029] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質量份數為Ni占62份、Cr占18份、B 占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0030] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，同實施例一。
[0031] 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Ni-Cr-B-Mo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 :
[0032] 表1 Ni-Cr-B-Mo納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結果：
[0033]
[0034] 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Ni-Cr-B-Mo涂層，帶 有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的磨損量對比實驗結果見表2 :
[0035] 表2 Ni-Cr-B-Mo納米涂層與20C〇鋼基體的磨損量對比實驗結果：
[0036]
[0037] 由表1和表2可見，Ni-Cr-B-Mo納米材料制成的涂層綜合性能優異，耐磨性好。
[0038] 以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明 的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和 改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效 物界定。
【主權項】
1. Ni-Cr-B-Mo納米材料，其特征在于：其組分及各組分的質量份數為Ni占61-69份、 Cr占18-31份、B占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。 2. Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 先采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo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0. 15份C、0. 5份Si、0. 5份Mn、 0.85份W制得納米粉末。
【專利摘要】本發明涉及Ni-Cr-B-Mo納米材料及其制備方法，其組分及各組分的質量份數為Ni占61-69份、Cr占18-31份、B占8份、Mo占5份、C占0.15份、Si占0.5份、Mn占0.5份、W占0.85份。其制備方法包括以下步驟：(1)先采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo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、Si、Mn、W制得納米粉末。本發明的有益效果是：經過不同配比實驗，本發明制成的涂層硬度可達到HRC54，具有高的硬度和抗磨損性能。涂層韌性、結合度高，與傳統合金材料相比有著較大的進步，解決了傳統材料耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題。
【IPC分類】B82Y40/00, C22C19/05, B22F1/00, B82Y30/00, C23C4/06
【公開號】CN104928534
【申請號】CN201510353814
【發明人】程敬卿
【申請人】安徽再制造工程設計中心有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月24日