-Co涂层材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种Fe-Ti02-Co涂层材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热喷涂，是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流使其雾化喷射在零件表面上，形 成喷涂层的一种金属表面加工方法。我们把特殊的工作表面叫"涂层"，把制造涂层的工作 方法叫"热喷涂"，它是采用各种热源进行喷涂和喷焊的总称。
[0003] 热喷涂技术具有以下几方面突出优点：1、表面工程和多种复合材料的结合在材料 设计中具有明显的优势；2、可方便地调整材料的化学成分；3、能够动态形成具有特殊结构 性能的复合材料；4、多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。
[0004] 基于此，因此热喷涂材料的研宄是21世纪热喷涂发展的决定性因素，也是热喷涂 技术发展的驱动。
[0005] 传统的喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差。新型热喷涂材料需 要弥补这些缺陷，采用新工艺、新方法、新配方制得具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性，微 观组织结构均匀，综合力学性能优良的材料成为人们迫切的需求。
【发明内容】
[0006] 为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供一种Fe-Ti02-Co涂 层材料及其制备方法。
[0007] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0008] 一种Fe-Ti02-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占27-39份、1102占 42-68份、Co占13份、A1203占1份、微量元素占0. 31-0. 62份，所述A1 203作为添加剂加入， 能提高材料耐磨性和硬度。
[0009] Ti02的粘附性好，涂层不易脱落，且TiO2的热稳定性好。
[0010] Co是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，在常温下不和水作用，在潮湿的空气中 也很稳定。Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和 各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢综合力学性能优异，是常用作燃汽轮机的叶 片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件 以及原子能工业的重要金属材料。
[0011] 所述微量元素为Ti、Mo、Zn、Cu。
[0012] Ti金属坚韧、耐酸性好，能有效提高纳米涂层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
[0013] Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo加到纳米涂层之中，可提高纳米涂层 硬度。
[0014] -种Fe-Ti02-Co涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015] (1)米用气雾化法制得Fe-Ti02_Co的纳米球；
[0016] (2)将步骤（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合Ti、Mo、Zn、Cu制得纳米粉 末。
[0017] 本发明的有益效果是：本发明的涂层的硬度达到HRC47,涂层厚度可达3毫米，涂 层密度在6. 76g/cm3。本发明制成的涂层强度高，耐磨，喷涂材料来源广泛，价格低廉，可用 在常温下工作的机械零部件上，作滑动表面的硬面涂层及磨损部位的尺寸修复，适合多种 钢材。
[0018] 本发明制成的涂层的结合强度、组织的致密度较好，硬度高、耐磨性好，与传统合 金材料相比有着较大的进步。在相同的条件下普通材料的磨损量是Fe-Ti02-Co涂层磨损 量的2. 4倍左右，这表明HV0F制备的Fe-SiC-Mo涂层具有异的抗磨粒磨损性能，是现代机 械制造和磨损件修复再用的重要材料。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐 述。
[0020] 实施例一：
[0021] 一种Fe-Ti02-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占27份、1102占42 份、Co占13份、八1203占1份、微量兀素占0? 31份。
[0022] 所述微量元素为Ti、Mo、Zn、Cu。
[0023] -种Fe-Ti02-Co涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0024] (1)米用气雾化法制得Fe-Ti02_Co的纳米球；
[0025] (2)将步骤⑴中制得的纳米球采用活性剂保护法混合Ti、Mo、Zn、Cu制得纳米粉 末。
[0026] 实施例二：
[0027] 一种Fe-Ti02-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占32份、Ti02占47 份、Co占13份、A1203占1份、微量元素占0.48份。
[0028] 所述微量元素为Ti、Mo、Zn、Cu。
[0029] -种Fe-Ti02-Co涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0030] 实施例三：
[0031] 一种Fe-Ti02-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占35份、1102占55 份、Co占13份、A1203占1份、微量元素占0.57份。
[0032] 所述微量元素为Ti、Mo、Zn、Cu。
[0033] -种Fe-Ti02-Co涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0034] 实施例四：
[0035] 一种Fe-Ti02-Co涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占39份、Ti02占68 份、Co占13份、A1203占1份、微量元素占0.62份。
[0036] 所述微量元素为Ti、Mo、Zn、Cu。
[0037] -种Fe-Ti02-Co涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0038] 采用超音速喷涂技术在以20C〇钢为基体的棍类工件上制得Fe-Ti02-Co纳米涂 层，带有所述涂层的基体与无所述涂层的基体的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨 损性能对比实验结果见表1 :
[0039] 表1Fe-Ti02-Co纳米涂层与20C〇钢基体的性能对比实验结果：
[0040]
[0041]
【主权项】
1. 一种Fe-TiO 2-Co涂层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Fe占27-39 份、TiO2占42-68份、Co占13份、Al2O3占1份、微量元素占0.31-0. 62份； 所述微量元素为Ti、Mo、Zn、Cu。
2. -种Fe-TiO2-Co涂层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 采用气雾化法制得Fe-TiO2-Co的纳米球； (2) 将步骤⑴中制得的纳米球采用活性剂保护法混合Ti、Mo、Zn、Cu制得纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及一种Fe-TiO2-Co涂层材料及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Fe占27-39份、TiO2占42-68份、Co占13份、Al2O3占1份、微量元素占0.31-0.62份，所述微量元素为Ti、Mo、Zn、Cu，其制备方法为：采用气雾化法制得Fe-TiO2-Co的纳米球；然后将制得的纳米球采用活性剂保护法混合Ti、Mo、Zn、Cu制得纳米粉末。本发明优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着较大的进步。在相同的条件下普通材料的磨损量是Fe-TiO2-Co涂层磨损量的2.4倍左右。
【IPC分类】C23C4-12, C23C4-06, B22F9-08, C23C4-10, C22C29-12, B22F1-02, C22C30-00
【公开号】CN104831220
【申请号】CN201510233203
【发明人】程敬卿
【申请人】安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月9日