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Fe-Hf02m米涂层材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热喷涂是一种表面强化技术，它是利用某种热源（如电弧、等离子喷涂或燃烧火 焰等）将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留本身 或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层 的一种技术。
[0003] 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，符合我国节能减排的政策要求，也是世界工业发展的趋势。
[0004] 然而，传统的热喷涂所采用的喷涂材料硬度有限，耐磨性和耐腐蚀性达不到使用 要求，随着人们在各个领域的深入发展，在各种恶劣条件下施工已经成为了人们的常见任 务，而这就给工件的耐腐蚀性和耐磨性提出了更高的要求。
【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Fe-HfO2纳米涂 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] 一种Fe-HfO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占57-78份、HfO 2 占29-38份、TiO2占1份、微量元素占0. 21-0. 98份，所述TiO 2作为添加剂加入，能提高材 料的硬度和结合强度。
[0008] 11?)2是一种具有宽带隙和高介电常数的陶瓷材料，耐火性强，可提高涂层耐高温 性。
[0009] 所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。
[0010] Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo加到Fe之中，可显著提高纳米涂层的 硬度。
[0011] Sn在空气中表面生成二氧化锡保护膜而稳定。
[0012] 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。
[0013] 一种Fe-HfO2纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014] (1)采用气雾化法制得Fe-HfO2的纳米球；
[0015] (2)将步骤（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mo、B、Sn、Co制得纳米 粉末。
[0016] 本发明的有益效果是：本发明制成的Fe-HfO2纳米涂层的硬度可达HRC43,具有一 定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高，密度可达6. 33g/cm3，喷涂厚度可达4毫 米，致密度良好为0. 52,本发明综合性能优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，与传统合 金材料相比有着很大的进步，在相同的条件下，Fe-HfO 2纳米涂层的结合强度是普通涂层的 1.4倍以上。
【具体实施方式】
[0017] 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。
[0018] 实施例一：
[0019] 一种Fe-HfO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占57份、HfO 2A 29 份、TiO2占1份、微量元素占0. 21份。
[0020] 所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。
[0021] -种Fe-HfO2纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022] (1)采用气雾化法制得Fe-HfO2的纳米球；
[0023] (2)将步骤（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mo、B、Sn、Co制得纳米 粉末。
[0024] 实施例二：
[0025] -种Fe-HfO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占62份、HfO 2占33 份、TiO2占1份、微量元素占0. 46份。
[0026] 所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。
[0027] -种Fe-HfO2纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0028] 实施例三：
[0029] 一种Fe-HfO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占67份、HfO 2占35 份、TiO2占1份、微量元素占0. 79份。
[0030] 所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。
[0031] -种Fe-HfO2纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0032] 实施例四：
[0033] -种Fe-HfO2纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占78份、HfO 2占38 份、TiO2占1份、微量元素占0. 98份。
[0034] 所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。
[0035] -种Fe-HfO2纳米涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0036] 采用等离子喷涂技术在以20C〇钢为基体的棍类工件上制得Fe-Hf02m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 :
[0037] 表1 Fe-HfO2纳米涂层与20C〇钢基体的性能对比实验结果：
[0038]
【主权项】
1. 一种Fe-HfO2纳米涂层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Fe占57-78 份、HfO 2占29-38份、TiO 2占1份、微量元素占0. 21-0. 98份； 所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co。
2. -种Fe-HfO2纳米涂层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： ⑴采用气雾化法制得Fe-HfO2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、Mo、B、Sn、Co制得纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及一种Fe-HfO2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Fe占57-78份、HfO2占29-38份、TiO2占1份、微量元素占0.21-0.98份，所述微量元素为C、Mo、B、Sn、Co，其制备方法为：采用气雾化法制得Fe-HfO2的纳米球；然后将制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mo、B、Sn、Co制得纳米粉末。本发明制成的Fe-HfO2纳米涂层的硬度可达到HRC43，具有一定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高。
【IPC分类】C22C38-14, C23C4-06, B82Y30-00, B82Y40-00, C22C32-00, B22F9-08, B22F1-00
【公开号】CN104878340
【申请号】CN201510233325
【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9月2日
【申请日】2015年5月9日