一种用于金属表面耐摩擦涂层及其制备方法

文档序号:8468945阅读:988来源:国知局
一种用于金属表面耐摩擦涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属领域,涉及一种用于金属表面耐摩擦涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步和科技的发展,金属制品在工业、农业以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛,同时也给社会创造了越来越大的价值。当前,金属制品面临着很多问题,其中耐摩擦问题是金属制品必须面临和解决的问题,为了提高金属制品的抗氧化、耐磨和耐高温等性能,人们通常在金属制品表面通过金属涂层来快速实现;但现有的金属涂层仍存在问题,如:生产成本高、使用寿命短、耐热耐磨性能低等。

【发明内容】

[0003]本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种用于金属表面耐摩擦涂层及其制备方法,不仅强度高,抗腐蚀能力和抗氧化能力极强,并且其表面的耐摩擦能力大大提高,降低其磨损,增加其使用寿命,并且还提供制备方法,方法简单,成本低,生产效率高。
[0004]为了解决以上技术问题,本发明提供一种用于金属表面耐摩擦涂层,该耐摩擦涂层的组分按质量百分比为:碳:0.02-0.05%,硅:0.6-0.8%,钪:2.5-2.8%,钒:3.7-3.9%,镍:9.5-9.8%,锰:0.5-0.8%,钴:1.2-1.5%,铑:1.4-1.6%,铅:2.2-2.4%,钨:0.7-0.9%,铝:4.2-4.5%,钾:2.5-2.7%,铜:0.85-0.88%,锌:4.52-4.56%,稀土:2.57-2.59%,助剂:
1.24-1.26%,余量为铁;
稀土按质量百分比为:镧:12.5-12.8%,钕:12.8-13.1%,钷:8.3-8.5%,铕:4.2-4.4%,镝:3.2-3.5%,镥:2.2-2.5%,镨:1.2-1.6%,铒:4.1-4.4%,余量为钐;
助剂的组分按重量份数计为:镁电气石:12-15份,高岭石:3-5份,粘土 20-25份;助剂的制备方法为:将镁电气石、高岭石和粘土铝混合,然后放入球磨机中磨粉,过100目筛,得粉末颗粒A,将粉末颗粒A与水按2:1.5的比例混合,加热至820-830°C,煅烧3-5小时,然后空冷至室温,再放入球磨机中磨粉,过200目筛,得到助剂。
[0005]本发明还提供用于金属表面耐摩擦涂层的制备方法,具体制备方法如下:
步骤(I):将碳、娃、钪、1凡、镲、猛、钴、铭、铅、鹤、销、钾、铜、锌和铁元素放入炼炉中,然后将炉温升至665-670°C后,保温1-3小时,然后将温度升至950-960°C,放入稀土和助剂,搅拌均匀,保温3-5小时,然后空冷至420-430°C,再水冷至室温;
步骤(2):经过LF炉精炼,将温度增加至1120-1130°C,保温3_5h,全程吹氮气搅拌,用真空脱气炉进行脱气,脱气温度为820-830°C,真空度43-45帕,抽气时间在3_5h,然后空冷至室温;
步骤(3 ):将步骤(2 )得到的金属放入球磨机中,将温度增加至620-650 V,保温1_3小时,然后启动球磨机磨粉,过40目筛,再将温度增加至720-730°C,保温1-2小时,过100目筛,得粉末颗粒B ; 步骤(4):将步骤(3)中的粉末颗粒B喷涂至金属表面厚度为l_3mm,然后加热至620-630°C,保温1-2小时,然后水冷至室温,再将温度增加至310_320°C,保温1_2小时,空冷至室温即可。
[0006]本发明进一步限定的技术方案是:
前述的用于金属表面耐摩擦涂层,该耐摩擦涂层的组分按质量百分比为??碳:0.02%,硅:0.6%,钪:2.5%,钒:3.7%,镍:9.5%,锰:0.5%,钴:1.2%,铑:1.4%,铅:2.2%,钨:0.7%,铝:
4.2%,钾:2.5%,铜:0.85%,锌:4.52%,稀土:2.57%,助剂:1.24%,余量为铁;
稀土按质量百分比为:镧:12.5%,钕:12.8%,钷:8.3%,铕:4.2%,镝:3.2%,镥:2.2%,镨:1.2%,铒:4.1%,余量为钐;
助剂的组分按重量份数计为:镁电气石:12份,高岭石:3份,粘土 20份;
助剂的制备方法为:将镁电气石、高岭石和粘土铝混合,然后放入球磨机中磨粉,过100目筛,得粉末颗粒A,将粉末颗粒A与水按2:1.5的比例混合,加热至820°C,煅烧3小时,然后空冷至室温,再放入球磨机中磨粉,过200目筛,得到助剂。
[0007]前述的用于金属表面耐摩擦涂层,该耐摩擦涂层的组分按质量百分比为:碳:0.05%,硅:0.8%,钪:2.8%,钒:3.9%,镍:9.8%,锰:0.8%,钴:1.5%,铑:1.6%,铅:2.4%,钨:0.9%,铝:4.5%,钾:2.7%,铜:0.88%,锌:4.56%,稀土:2.59%,助剂:1.26%,余量为铁;
稀土按质量百分比为:镧:12.8%,钕:13.1%,钷:8.5%,铕:4.4%,镝:3.5%,镥:2.5%,镨:1.6%,铒:4.4%,余量为钐;
助剂的组分按重量份数计为:镁电气石:15份,高岭石:5份,粘土 25份;
助剂的制备方法为:将镁电气石、高岭石和粘土铝混合,然后放入球磨机中磨粉,过100目筛,得粉末颗粒A,将粉末颗粒A与水按2:1.5的比例混合,加热至830°C,煅烧5小时,然后空冷至室温,再放入球磨机中磨粉,过200目筛,得到助剂。
[0008]前述的用于金属表面耐摩擦涂层,该耐摩擦涂层的组分按质量百分比为:碳:0.04%,硅:0.7%,钪:2.7%,钒:3.8%,镍:9.6%,锰:0.7%,钴:1.3%,铑:1.5%,铅:2.3%,钨:
0.8%,铝:4.4%,钾:2.6%,铜:0.87%,锌:4.54%,稀土:2.58%,助剂:1.25%,余量为铁;
稀土按质量百分比为:镧:12.7%,钕:12.9%,钷:8.4%,铕:4.3%,镝:3.3%,镥:2.4%,镨:1.5%,铒:4.3%,余量为钐;
助剂的组分按重量份数计为:镁电气石:14份,高岭石:4份,粘土 22份;
助剂的制备方法为:将镁电气石、高岭石和粘土铝混合,然后放入球磨机中磨粉,过100目筛,得粉末颗粒A,将粉末颗粒A与水按2:1.5的比例混合,加热至825°C,煅烧4小时,然后空冷至室温,再放入球磨机中磨粉,过200目筛,得到助剂。
[0009]本发明的有益效果是:该涂层不仅强度高,抗氧化能力和耐高温能力极强,并且其表面的耐摩擦能力大大提高,降低其磨损,增加其使用寿命,吸附性好,并且还提供制备方法,方法简单,成本低,生产效率高;其中涂层中加入钪元素,能提高耐腐蚀性和强度,加入钴元素,在热处理中能细化晶粒,可加大其强度、韧性、抗腐蚀、耐磨和承受冲击负荷的等,加入铜元素,能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性,提高强度,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀,加入镍元素,能提高其耐磨才能力和增加其强度,提高其熔点,增加抗高温的能力和抗氧化能力;并且加入稀土元素,能在热处理过程中细化晶粒,形成致密的晶体结构,增加涂层的强度和耐摩擦性能,并且助剂中含有镁电气石、高岭石和粘土,提高涂层的耐腐蚀性能和耐摩擦性能,增加其使用寿命。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
本实施例提供的一种用于金属表面耐摩擦涂层,该耐摩擦涂层的组分按质量百分比为:碳:0.02%,硅:0.6%,钪:2.5%,钒:3.7%,镍:9.5%,锰:0.5%,钴:1.2%,铑:1.4%,铅:
2.2%,钨:0.7%,铝:4.2%,钾:2.5%,铜:0.85%,锌:4.52%,稀土:2.57%,助剂:1.24%,余量为铁;
稀土按质量百分比为:镧:12.5%,钕:12.8%,钷:8.3%,铕:4.2%,镝:3.2%,镥:2.2%,镨:1.2%,铒:4.1%,余量为钐;
助剂的组分按重量份数计为:镁电气石:12份,高岭石:3份,粘土 20份;
助剂的制备方法为:将镁电气石、高岭石和粘土铝混合,然后放入球磨机中磨粉,过100目筛,得粉末颗粒A,将粉末颗粒A与水按2:1.5的比例混合,加热至820°C,煅烧3小时,然后空冷至室温,再放入球磨机中磨粉,过200目筛,得到助剂。
[0011]本实施例还提供用于金属表面耐摩擦涂层的制备方法,具体制备方法如下:
步骤(I):将碳、娃、钪、1凡、镲、猛、钴、铭、铅、鹤、销、钾、铜、锌和铁元素放入炼炉中,然后将炉温升至668°C后,保温2小时,然后将温度升至956°C,放入稀土和助剂,搅拌均匀,保温4小时,然后空冷至428°C,再水冷至室温;
步骤(2):经过LF炉精炼,将温度增加至1128°C,保温4h,全程吹氮气搅拌,用真空脱气炉进行脱气,脱气温度为826°C,真空度44帕,抽气时间在4h,然后空冷至室温;
步骤(3):将步骤(2)得到的金属放入球磨机中,将温度增加至640°C,保温2小时,然后启动球磨机磨粉,过40目筛,再将温度增加至725°C,保温1.3小时,过100目筛,得粉末颗粒B ;
步骤(4):将步骤(3)中的粉末颗粒B喷涂至金属表面厚度为2_,然后加热至627°C,保温1.8小时,然后水冷至室温,再将温度增加至318°C,保温1.4小时,空冷至室温即可。
[0012]实施例2
本实施例提供的一种用于金属表面耐摩擦涂层,该耐摩擦涂层的组分按质量百分比为:碳:0.05%,硅:0.8%,钪:2.8%,钒:3.9%,镍:9.8%,锰:0.8%,钴:1.5%,铑:1.6%,铅:
2.4%,钨:0.9%,铝:4.5%,钾:2.7%,铜:0.88%,锌:4.56%,稀土:2.59%,助剂:1.26%,余量为铁;
稀土按质量百分比为:镧:12.8%,钕:13.1%,钷:8.5%,铕:4.4%,镝:3.5%,镥:2.5%,镨:1.6%
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