一种Ni-Cr-B-Si纳米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纳米涂层材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 热喷涂技术在国家标准GB/T18719- 2002《热喷涂术语、分类》中定义：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] 热喷涂以其优越的特点获得了表面工程技术人员的青睐，其优点可概括为：
[0004] 1、设备轻便，可现场施工。
[0005] 2、工艺灵活、操作程序少。可快捷修复，减少加工时间。
[0006] 3、适应性强，一般不受工件尺寸大小及场地所限。
[0007]4、涂层厚度可以控制。
[0008] 5、除喷焊外，对基材加热温度较低，工件变形小，金相组织及性能变化也较小。
[0009] 6、适用各种基体材料的零部件、几乎可在所有的固体材料表面上制备各种防护性 涂层和功能性涂层。
[0010] 然而，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，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】
[0011] 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纳 米涂层材料及其制备方法。
[0012] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0013] 一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占75-85份、Cr 占6-15份、B占5份、Si占5份、微量元素占0. 2-0. 8份。
[0014] 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。
[0015]Cr涂在工件表面，可以提高工件的耐腐性。
[0016] 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。
[0017]所述微量元素为C、Mn、Mo、W、Fe。
[0018] -种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019] (1)采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；
[0020] (2)将步骤（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mn、Mo、W、Fe制得纳米 粉末。
[0021] 本发明的有益效果是：本发明的纳米材料形貌为球形，分布均匀、颗粒完整，具有 较好的组织结构和较好的宏观性能，硬度高、耐磨性好、结合强度高、耐高温、耐腐蚀，涂层 韧性强、结合度高，涂层厚度可达2毫米，与传统合金材料相比有着较大的进步，可广泛应 用于工业生产和航空航天领域。
【附图说明】
[0022] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023] 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】
[0024] 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。
[0025] 实施例一：
[0026] 一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占75份、Cr占 6份、B占5份、Si占5份、微量元素占0.2份。
[0027] 所述微量元素为C、Mn、Mo、W、Fe。
[0028] -种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029] (1)采用气雾化法制得Ni-Cr-B-Si的纳米球；
[0030] (2)将步骤（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mn、Mo、W、Fe制得纳米 粉末。
[0031] 实施例二：
[0032] -种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占85份、Cr占 15份、B占5份、Si占5份、微量元素占0.8份。
[0033] 所述微量元素为C、Mn、Mo、W、Fe。
[0034] -种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0035] 实施例三：
[0036] 一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占78份、Cr占 8份、B占5份、Si占5份、微量元素占0.4份。
[0037] 所述微量元素为C、Mn、Mo、W、Fe。
[0038] -种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0039] 实施例四：
[0040] 一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Ni占83份、Cr占 12份、B占5份、Si占5份、微量元素占0.5份。
[0041] 所述微量元素为C、Mn、Mo、W、Fe。
[0042] -种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0043] 参见图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:
[0044] 表1Ni-Cr-B-Si纳米涂层与20Cr钢基体的性能对比实验结果：
[0045]
【主权项】
1. 一种Ni-Cr-B-Si纳米涂层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Ni占 75-85份、Cr占6-15份、B占5份、Si占5份、微量元素占0. 2-0. 8份； 所述微量元素为C、Mn、Mo、W、Fe。
2. -种Ni-Cr-B-Si纳米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（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mn、Mo、W、Fe制得纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及一种Ni-Cr-B-Si纳米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75-85份、Cr占6-15份、B占5份、Si占5份、微量元素占0.2-0.8份，所述微量元素为C、Mn、Mo、W、Fe，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、Mn、Mo、W、Fe制得纳米粉末。本发明的纳米材料形貌为球形，分布均匀、颗粒完整，具有较好的组织结构和较好的宏观性能，硬度高、耐磨性好、结合强度高、耐高温、耐腐蚀，涂层韧性强、结合度高，涂层厚度可达2毫米，与传统合金材料相比有着较大的进步。
【IPC分类】C23C4-06, B22F1-00, C22C19-05
【公开号】CN104846317
【申请号】CN201510235990
【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