一种Ni-Cr-B-Si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Ni-Cr-B-Si涂层材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷 射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂技术在普通材料的表面上，制造 一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微 波辐射等一系多种功能，使其达到节约材料，节约能源的目的，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。热喷涂技术是表面过程技术的重要组成部分之一，约 占表面工程技术的三分之一。
[0003] 等离子喷涂是热喷涂之一：包括大气等离子喷涂，保护气氛等离子喷涂，真空等离 子喷涂和水稳等离子喷涂。等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多 用途的精密喷涂方法，它具有：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的 速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧 化。
[0004] 然而，传统的等离子喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差，阻碍 了热喷涂技术的发展，难以满足现代化生产的发展需求。
【发明内容】
[0005] 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Ni-Cr-B-Si涂 层材料及其制备方法。
[0006] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0007] -种Ni-Cr-B-Si涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占55-78份、Cr占 12-21份、B占8份、Si占8份、微量元素占0. 15-0. 69份。
[0008] 将Ni混入纳米涂层中可以提高机械强度。Ni与Fe的合金用来制造机器承受较大 压力、承受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。
[0009]Cr涂在工件表面，可以提高工件的耐腐性。
[0010]B是微量合金元素，B与铝合金结合，是有效的中子屏蔽材料。
[0011] 所述微量元素为C、Ti、Mo、Zn、Al。
[0012] -种Ni-Cr-B-Si涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013] (1)米用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；
[0014] (2)将步骤（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Ti、Mo、Zn、Al制得纳米 粉末。
[0015] 本发明的有益效果是：本发明具有一定的硬度和抗磨损性能，由于材料硬度有一 定的降低，可获得较高的结合强度，而且成本较低，用于涂层表面材料或底层材料均可，由 于结合度高，涂层厚度可达5毫米，具有优异的抗磨粒磨损性能，可广泛应用于工业生产和 航空航天领域。
【附图说明】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017] 图1是本发明在扫描电子显微镜下的组织结构及晶体形貌。
【具体实施方式】
[0018] 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。
[0019] 实施例一：
[0020] -种Ni-Cr-B-Si涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占55份、Cr占12 份、B占8份、Si占8份、微量元素占0. 15份。
[0021] 所述微量元素为C、Ti、Mo、Zn、Al。
[0022] -种Ni-Cr-B-Si涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023] (1)米用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；
[0024] (2)将步骤⑴中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Ti、Mo、Zn、Al制得纳米 粉末。
[0025] 实施例二：
[0026] 一种Ni-Cr-B-Si涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占57份、Cr占15 份、B占8份、Si占8份、微量元素占0.27份。
[0027] 所述微量元素为C、Ti、Mo、Zn、Al。
[0028] 一种Ni-Cr-B-Si涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0029] 实施例三：
[0030] 一种Ni-Cr-B-Si涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占67份、Cr占18 份、B占8份、Si占8份、微量元素占0.57份。
[0031] 所述微量元素为C、Ti、Mo、Zn、Al。
[0032] -种Ni-Cr-B-Si涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0033] 实施例四：
[0034] 一种Ni-Cr-B-Si涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占78份、Cr占21 份、B占8份、Si占8份、微量元素占0.69份。
[0035] 所述微量元素为C、Ti、Mo、Zn、A1。
[0036] 一种Ni-Cr-B-Si涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0037] 参照图1，采用等离子喷涂技术在以20Cr钢为基体的棍类工件上制得Ni-Cr-B-Si 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 :
[0038] 表1Ni-Cr-B-Si纳米涂层与20Cr钢基体的性能对比实验结果：
[0039]
【主权项】
1. 一种Ni-Cr-B-Si涂层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Ni占55-78 份、Cr占12-21份、B占8份、Si占8份、微量元素占0. 15-0. 69份； 所述微量元素为C、Ti、Mo、Zn、Al。
2. -种Ni-Cr-B-Si涂层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 先米用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si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C、Ti、Mo、Zn、Al制得纳米粉 末。
【专利摘要】本发明涉及一种Ni-Cr-B-Si涂层材料及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Ni占55-78份、Cr占12-21份、B占8份、Si占8份、微量元素占0.15-0.69份，所述微量元素为C、Ti、Mo、Zn、Al，其制备方法为：采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；然后将制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Ti、Mo、Zn、Al制得纳米粉末。本发明具有一定的硬度和抗磨损性能，由于材料硬度有一定的降低，可获得较高的结合强度，而且成本较低，用于涂层表面材料或底层材料均可，由于结合度高，涂层厚度可达5毫米，具有优异的抗磨粒磨损性能。
【IPC分类】C23C4-06, B22F9-08, B82Y40-00, C22C19-05
【公开号】CN104846316
【申请号】CN201510235988
【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19日
【申请日】2015年5月9日