-Mo纳米涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种Ni60B-ZrO2-Mo纳米涂层及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占9％-24％、ZrO2占56％-72％、Mo占12％-19％、微量元素占1.12％；所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe；其制备方法为：先采用干式粉碎法制得Ni60B、ZrO2和Mo的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末，之后采用等离子喷涂工艺在3Cr2Mo模具钢基体上制备Ni60B-ZrO2-Mo涂层。本发明解决了现有碳化钨涂层耐磨性较差、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，整体提高了材料表面的耐磨性能，也对提高了综合力学性能。
【专利说明】-种Ni60B-Zr02-M〇纳米涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热喷涂【技术领域】，具体说是一种NieOB-ZrO2-Mo纳米涂层及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 等离子喷涂技术在耐磨涂层、耐蚀涂层等传统领域的应用已经较为广泛，从上世 纪50年代至今，其应用领域由航空、航天扩展到了钢铁工业、汽车制造、石油化工、纺织机 械、船舶等领域。近年来等离子喷涂技术在高新【技术领域】如纳米涂层、梯度功能材料、超导 涂层、生物功能涂层等方面的应用研究渐渐受到人们的重视。
[0003] 采用真空等离子喷涂制备了纳米WC/Co涂层，发现涂层硬度、韧性和耐磨性较常 规涂层都有较大的改善，Connecticut大学等对等离子喷涂纳米结构Al 2O3-TiO2系涂层进 行了系统的研究，包括纳米粉末喷雾干燥团聚重构、等离子喷涂工艺参数优化、工艺诊断、 模拟及涂层结构与性能的分析，表明涂层具有双态显微结构，表现出独特的优异性能。与对 应的常规涂层相比，结合强度增强100 %，磨粒磨损抗力提高300 %，压痕开裂抗力、弯曲和 杯突试验表现的剥落抗力要高得多。
[0004] 然而Al2O3-TiO2系涂层红硬性差，高温强度低，适用范围有限，随着等离子喷涂技 术的发展，人们需要多种多样的能适应不同使用条件的纳米涂层。
【发明内容】
[0005] 针对上述技术问题，本发明提供一种NieOB-ZrO2-Mo纳米涂层及其制备方法。
[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] -种Ni60B-Zr02_Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占 9% -24%、ZrO2占56% -72%、Mo占12% -19%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括 Cr、Si、B和Fe ;Mo元素能显著提高合金在非氧化性酸和有机酸以及海水中的耐蚀能力，提 高涂层的高温强度和红硬性；含Mo元素12% -19%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热 胀系数小等特性，适用于制造航空和航天的各种高温部件，使部件具有耐磨、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。
[0008] -种NieOB-ZrO2-Mo纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先采用干式粉碎法制得 Ni60B、ZrO2和Mo的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末。
[0009] 所述纳米粉末采用等离子喷涂工艺可在3Cr2Mo模具钢基体上制备Ni60B-Zr02-Mo 涂层。
[0010] 本发明的有益效果是：本发明解决了现有碳化钨涂层耐磨性较差、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，使涂层强度提高了 50%，弹性模量提 高了 8.9% -15. 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；所述Ni60B-Zr02-Mo纳米涂层适合多种钢材比如：20Cr、12CrNi3A、 5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，与传统合金材料相比硬度高、耐磨性好、结 合强度高、耐高温、耐腐蚀。
【具体实施方式】
[0011] 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。
[0012] 实施例一：
[0013] 一种Ni60B-Zr02-Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占9%、Zr0 2 占72%、Mo占17. 88%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。
[0014] 一种Ni60B-Zr02-Mo纳米涂层的制备方法，包括以下步骤：先采用干式粉碎法制得 Ni60B、ZrO2和Mo的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米粉末，之后 采用等离子喷涂工艺在3Cr2M 〇模具钢基体上制备Ni60B-Zr02-M〇涂层。
[0015] 所述Ni60B-Zr02-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。
[0016] 所述Ni60B-Zr02-M〇纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的 摩擦磨损性能实验结果对比见表2。
[0017] 实施例二：
[0018] 一种Ni60B-Zr02-M〇纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占13%、 ZrO2占67%、11〇占18. 88%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。
[0019] 一种Ni60B-Zr02-M〇纳米涂层的制备方法，同实施例一。
[0020] 所述Ni60B-Zr02-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。
[0021] 所述Ni60B-Zr02-M〇纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的 摩擦磨损性能实验结果对比见表3。
[0022] 实施例三：
[0023] -种Ni60B-Zr02_Mo纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占18%、 ZrO2占66%、11〇占14. 88%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包括Cr、Si、B和Fe。
[0024] -种Ni60B-Zr02_Mo纳米涂层的制备方法，同实施例一。
[0025] 所述Ni60B-Zr02-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1。
[0026] 所述Ni60B-Zr02_M〇纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr钢基体的 摩擦磨损性能实验结果对比见表4。
[0027] 表I Ni60B-Zr02-Mo纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果：
[0028]
【权利要求】
1. 一种Ni60B-Zr02-M〇纳米涂层，其特征在于：其组分及各组分的质量百分数为Ni60B 占9% -24%、Zr02占56% -72%、Mo占12% -19%、微量元素占1. 12% ;所述微量元素包 括 Cr、Si、B 和 Fe。
2. -种Ni60B-Zr02-M〇纳米涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：先采用干式 粉碎法制得Ni60B、Zr02和Mo的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B和Fe制得纳米 粉末，之后采用等离子喷涂工艺在模具钢基体上制备Ni60B-Zr02-M〇涂层。
【文档编号】C23C4/12GK104388878SQ201410604007
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】程敬卿 申请人:安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司