-WC-Mo纳米材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种Co3O4-WC-Mo纳米材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热喷涂是一种表面强化技术，是表面工程技术的重要组成部分，一直是我国重点 推广的新技术项目。它是指一系列过程，在这些过程中，细微而分散的金属或非金属的纳米 材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。
[0003] 热喷涂技术具有以下优点：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。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。
[0004] 然而，随着人们对工程机械设备性能要求的不断提高，热喷涂技术的应用受限于 热喷涂材料和工艺设备的发展。在热喷涂材料方面，许多喷涂材料结合强度差、气孔率高、 耐磨性差，不能满足人们对工程机械设备性能的要求。
【发明内容】
[0005] 为了解决传统涂层硬度较低等问题，本发明提供一种Co3O4-WC-Mo纳米材料及其 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] Co3O4-WC-Mo纳米材料，其组分及各组分的质量份数为Co3O 4占45-65份、WC占 20-25份、Mo占10-35份、Cr占1份、微量元素占0. 15-0. 66份。
[0008] 所述微量元素为C、Si、Mn、Fe。
[0009] 所述Cr作为添加剂加入，能提高材料硬度。
[0010] Co3O4-WC-Mo纳米材料是一种陶瓷合金纳米晶材料，其中含有钴元素，钴材料熔点 较高、硬度大，具有铁磁性的，抗拉强度、机械加工性能、热力学性质以及电化学行为方面性 能较为优越。由此，加入钴元素能在很大程度上改善基体的韧性及高温硬度，提高材料的强 度和耐磨性能。
[0011] 钨元素材料的添加主要是增加材料的高温硬度，增强其耐高温的性能，。
[0012] 钼元素主要是增加材料韧性，加强涂层结合强度。
[0013] Co3O4-WC-Mo纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014] (1)采用气雾化法制得Co3O4-WC-Mo的纳米球，然后加入Cr ;
[0015] (2)将步骤（1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Si、Mn、Fe制得纳米粉 末。
[0016] 本发明的有益效果是：本发明制成的纳米材料微观组织结构呈圆润球状，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。
[0017] 经过不同配比实验，本发明制成的涂层硬度可达到HRC72,抗磨损性能优越，适用 于耐高温的工件表面改质喷涂，具有一定的铁磁性和绝缘性能，可用在一些特殊的合金材 料上。本发明制成的涂层的结合强度、抓附力较高，喷涂厚度可达3毫米，致密度良好。
[0018] 本发明所得纳米材料优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好与传统合金材料相比 有着较大的进步。这表明制备的Co 3O4-WC-Mo涂层具有优异的抗磨耐磨损性能，可广泛应用 于工业生产和航空航天领域。
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0020] 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】
[0021] 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。
[0022] 实施例一
[0023] Co3O4-WC-Mo纳米材料，其组分及各组分的质量份数为Co3O 4占45份、WC占25份、 Mo占10份、Cr占1份、微量元素占0. 15份；
[0024] 所述微量元素为C、Si、Mn、Fe。
[0025] Co3O4-WC-Mo纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026] (1)采用气雾化法制得Co3O4-WC-Mo的纳米球，然后加入Cr ;
[0027] (2)将步骤⑴中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Si、Mn、Fe制得纳米粉 末。
[0028] 实施例二
[0029] Co3O4-WC-Mo纳米材料，其组分及各组分的质量份数为Co3O 4占65份、WC占20份、 Mo占35份、Cr占1份、微量元素占0. 34份；
[0030] 所述微量元素为C、Si、Mn、Fe。
[0031] Co3O4-WC-Mo纳米材料的制备方法，同实施例一。
[0032] 实施例三
[0033] Co3O4-WC-Mo纳米材料，其组分及各组分的质量份数为Co3O 4占57份、WC占23份、 Mo占25份、Cr占1份、微量元素占0. 46份；
[0034] 所述微量元素为C、Si、Mn、Fe。
[0035] -种Co3O4-WC-Mo纳米材料的制备方法，同实施例一。
[0036] 实施例四
[0037] Co3O4-WC-Mo纳米材料，其组分及各组分的质量份数为Co3O 4占50份、WC占24份、 Mo占13份、Cr占1份、微量元素占0. 66份；
[0038] 所述微量元素为C、Si、Mn、Fe。
[0039] Co3O4-WC-Mo纳米材料的制备方法，同实施例一。
[0040] 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Co3O4-WC-Mo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 :
[0041] 表1 Co3O4-WC-Mo纳米涂层与20C〇钢基体的性能对比实验结果：
[0044] 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Co3O4-WC-Mo涂层，带 有所述涂层的基体与无所述涂层的基体的磨损量对比实验结果见表2 :
[0045] 表2 Co3O4-WC-Mo纳米涂层与20C〇钢基体的磨损量对比实验结果：
[0046]
[0047] 由表1和表2可见，Co3O4-WC-Mo纳米材料制成的涂层综合性能优异，耐磨性好。
[0048] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
【主权项】
1. Co3O4-WC-Mo纳米材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Co 3O4占45-65 份、WC占20-25份、Mo占10-35份、Cr占1份、微量元素占0. 15-0. 66份； 所述微量元素为C、Si、Mn、Fe。 2. Co3O4-WC-Mo纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 先米用气雾化法制得Co3O4-WC-Mo的纳米球，然后加入Cr ; (2) 将步骤⑴中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Si、Mn、Fe制得纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及Co3O4-WC-Mo纳米材料及其制备方法，其组分及各组分的质量份数为Co3O4占45-65份、WC占20-25份、Mo占10-35份、Cr占1份、微量元素占0.15-0.66份；微量元素为C、Si、Mn、Fe；其制备方法包括以下步骤：(1)先采用气雾化法制得Co3O4-WC-Mo的纳米球，然后加入Cr；(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Si、Mn、Fe制得纳米粉末。本发明的有益效果是：经过不同配比实验，本发明制成的涂层硬度达到HRC72，抗磨损性能优越，适用于耐高温的工件表面改质喷涂，具有一定的铁磁性和绝缘性能，可用在一些特殊的合金材料上。
【IPC分类】C23C4/06, B22F1/00, C22C29/00
【公开号】CN104946952
【申请号】CN201510353686
【发明人】程敬卿
【申请人】安徽再制造工程设计中心有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月24日