一种高强度Fe-SiC-Mo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，具体说是一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 超音速火焰喷涂是热喷涂中的一种高强度，包括超音速氧气火焰喷涂（HVOF = High Velocity Oxy-Fuel)和超音速空气火焰喷涂（HVAF:High Velocity Air2Fuel)两种。该技 术及设备在上世纪80年代初期首先由美国SKS公司的Browning. J. A公司研制成功，至今 已经历了 3个发展阶段。第一代的HVOF喷涂系统以"JET2K0TE"为代表，第二代超音速火焰 喷涂系统以Top-Gun，Diamond-Jet和⑶S为代表，第三代超音速火焰喷涂系统以JP25000 喷涂系统为代表。第一、二代设备的功率偏小，粒子速度偏低，涂层的整体性能不够理想。 第三代在设计上有了较大改进，使粒子飞行速度大幅度提高，涂层质量显著改善。
[0003] 设备的改进提高了喷涂技术在各个领域尤其是极端环境下的应用前景，然而传统 的喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差的问题却难以满足人们的使用要 求，难以满足现代工业的发展需求。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以满足人们的迫切需求是热 喷涂技术发展的趋势。
【发明内容】
[0004] 为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供一种高强度 Fe-SiC-Mo涂层材料及其制备方法。
[0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006] -种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占25-33份、 SiC占46-61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0. 28-0. 52份。
[0007] 1102能提高涂层材料的结合强度。
[0008] SiC的硬度很大，莫氏硬度为9. 5级，仅次于世界上最硬的金刚石（10级），具有 优良的导热性能，是一种高强度半导体，高温时能抗氧化。
[0009] Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo混合Fe加到纳米涂层之中，可使纳米 涂层变硬。
[0010] 所述微量元素为C、Μη、B、Cr、Sn。
[0011] Cr是银白色金属，质极硬，耐腐蚀，氧化缓慢，可以提高工件的硬度和耐腐性。
[0012] Sn在空气中表面生成二氧化锡保护膜而稳定，能提高纳米涂层化学稳定性。
[0013] 一种高强度Fe-SiC-Mo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-SiC-Mo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、Μη、B、Cr、Sn制得纳米 粉末。
[0016] 本发明的有益效果是：本发明制成的Fe-SiC-Mo纳米涂层的硬度可达HRC44,具有 一定的硬度和抗磨损性能，结合强度、抓附力较高，涂层密度可达6. 73g/cm3，喷涂厚度可达 3毫米。本发明所采用的各类材料来源广泛，价格低廉，硬度高，耐磨性好，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。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-SiC-Mo涂层的3倍左右，这表明HVOF制备的Fe-SiC-Mo涂层具有优异的抗磨 粒磨损性能，具有耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能，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】
[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] 一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占25份、SiC 占46份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.28份。
[0020] 所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn。
[0021] 一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022] (1)米用气雾化法制得Fe-SiC-Mo的纳米球；
[0023] (2)将步骤⑴中制得的纳米球采用活性剂保护法混合C、Mn、B、Cr、Sn制得纳米 粉末。
[0024] 实施例二
[0025] -种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占27份、SiC 占50份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.35份。
[0026] 所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn。
[0027] -种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0028] 实施例三
[0029] -种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占30份、SiC 占55份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占42份。
[0030] 所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn。
[0031] 一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0032] 实施例四
[0033] -种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占33份、SiC 占61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.52份。
[0034] 所述微量元素为C、Μη、B、Cr、Sn。
[0035] -种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料的制备方法，同实施例一。
[0036] 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-SiC-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 :
[0037] 表1 Fe-SiC-Mo纳米涂层与20C〇钢基体的性能对比实验结果：
[0038]
【主权项】
1. 一种高强度Fe-SiC-Mo涂层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Fe占 25-33份、SiC占46-61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0. 28-0. 52份； 所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn。
2. -种高强度Fe-SiC-Mo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Fe-SiC-Mo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、B、Cr、Sn制得纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及一种高强度Fe-SiC-Mo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25-33份、SiC占46-61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.28-0.52份，所述微量元素为C、Mn、B、Cr、Sn，其制备方法为：采用气雾化法制得Fe-SiC-Mo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、B、Cr、Sn制得纳米粉末。本发明所采用的各类材料来源广泛，价格低廉，硬度高，耐磨性好。本发明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，适合一些材料表面需要硬化，价格低廉，节省成本，又达到硬化材料目的的使用条件。
【IPC分类】C22C29-06, B22F1-00
【公开号】CN104827023
【申请号】CN201510233158
【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