涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种CBN-TiO2涂层及其制备方法，包括以下组分：CBN、TiO2、Al2O3和微量元素，各组分所含质量百分比如下：CBN为72％～85％，TiO2占12％～25％，Al2O3为2％，微量元素1％。制备方法的步骤为：先对CBN、TiO2、Al2O3材料采用化学气象沉积法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素制得纳米粉末，最后通过等离子喷涂设备喷涂在基体上形成涂层。本发明解决了现有涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，从而整体提高材料表面的耐磨性能，同时也对提高改善性的综合力学性能有显著的作用。
【专利说明】-种CBN-T i O2涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及再制造工程【技术领域】，具体是一种CBN-TiO2涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 对于设备上磨损情况比较严重的零部件，常常在零部件的外表面采取喷涂的方式 喷涂上由一定混合材料制成的涂层，以改善零件的强度和耐磨性，常用的喷涂方式有等离 子喷涂和超音速火焰喷涂。等离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。等粒子喷涂是利用等离子弧进行的，离子弧是压缩电弧，与自由电弧 相比较，其弧柱细，电流密度大，气体电离度高，因此具有温度高，能量集中，弧稳定性好等 特点。
[0003] 但是，传统的涂层的材料搭配不合理，存在着耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题， 影响到零部件的使用寿命。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种CBN-TiO2涂层及其制备方法。
[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] 一种CBN-TiO2涂层，包括以下组分：CBN、Ti02、Al 203和微量元素，各组分所含质量 百分比如下：
[0007] CBN 为 72%?85%，TiO2 占 12%?25%，Al2O3 为 2%，微量元素 1%。
[0008] 所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0009] 一种CBN-TiO2涂层的制备方法，所述步骤为：先对CBN、Ti02、Al 2O3材料采用化学 气象沉积法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素制得纳米粉末，最后通过等 尚子嗔涂设备嗔涂在基体上形成涂层。
[0010] 立方氮化硼CBN是仅次于金刚石的第二硬材料，具有良好的物理、化学性能，弹性 模量与金刚石接近，热稳定性比金刚石高，Al2O3具有较高的强度和韧性，可提高50%，并添 加微量元素可提高涂层的结合度、抓附力。
[0011] 本发明的有益效果是：本发明解决了现有涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题， 改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使涂层硬度提高了 50%，弹性模量提高了 8. 5%? 14. 4%，从而整体提高材料表面的耐磨性能，同时也对提高改善性的综合力学性能有显著 的作用。
【具体实施方式】
[0012] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对 本发明进一步阐述。
[0013] 实施例一：
[0014] 一种CBN-TiO2涂层，包括以下组分：CBN、Ti02、Al 203和微量元素，各组分所含质量 百分比如下：
[0015] CBN 为 75%，TiO2 占 22%，Al2O3 为 2%，微量元素 1%。
[0016] 所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0017] 一种CBN-TiO2涂层的制备方法，所述步骤为：先对CBN、Ti02、Al 2O3材料采用化学 气象沉积法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素制得纳米粉末，最后通过等 尚子嗔涂设备嗔涂在基体上形成涂层。
[0018] 实施例二：
[0019] 一种CBN-TiO2涂层，包括以下组分：CBN、Ti02、Al 203和微量元素，各组分所含质量 百分比如下：
[0020] CBN 为 85 %，TiO2 占 12 %，Al2O3 为 2 %，微量元素 1 %。
[0021] 所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0022] -种CBN-TiO2涂层的制备方法与实施例一相同。
[0023] 实施例三：
[0024] -种CBN-TiO2涂层，包括以下组分：CBN、Ti02、Al 203和微量元素，各组分所含质量 百分比如下：
[0025] CBN 为 80 %，TiO2 占 17 %，Al2O3 为 2 %，微量元素 1 %。
[0026] 所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0027] -种CBN-TiO2涂层的制备方法与实施例一相同。
[0028] 实施例四：
[0029] -种CBN-TiO2涂层，包括以下组分：CBN、Ti02、Al 203和微量元素，各组分所含质量 百分比如下：
[0030] CBN 为 72 %，TiO2 占 25 %，Al2O3 为 2 %，微量元素 1 %。
[0031] 所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0032] -种CBN-TiO2涂层的制备方法与实施例一相同。
[0033] 为了论证本发明的实际效果，特采用等离子喷涂工艺在12CrNi3A渗碳模具钢基 体上制备了 CBN-TiO2涂层，将实施例一至实施例四实施后，分别测试了涂层的结合强度、显 微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能。并利用XRD对喷涂粉末济涂层进行了相结构分析，用 扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损前后的涂层表面形貌进行了观察。实验结果如下：
[0034]
【权利要求】
1. 一种CBN-Ti02涂层，其特征在于：包括以下组分：CBN、Ti02、A1 203和微量元素，各组 分所含质量百分比如下： CBN 为 72%?85%，Ti02 占 12%?25%，A1203 为 2%，微量元素 1%。
2. 根据权利要求1所述的一种CBN-Ti02涂层，其特征在于：所述微量元素包括Ni、Cr、 Si、B、Mo。
3. -种CBN-Ti02涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤为：先对CBN、Ti0 2、A1203材 料采用化学气象沉积法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素制得纳米粉末， 最后通过等离子喷涂设备喷涂在基体上形成涂层。
【文档编号】C23C4/12GK104264097SQ201410465292
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】薛卫昌, 程敬卿 申请人:芜湖鼎瀚再制造技术有限公司