一种Ni60B-CBN纳米涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种Ni60B-CBN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59.12％-77.14％、CBN占21.1％-39.12％、微量元素占1.76％，所述微量元素包括Cr、Si、B、Fe、Mo，其制备方法为：先采用干式粉碎法制得Ni60B和CBN的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B、Fe、Mo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-CBN纳米涂层。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很大的进步，解决了现有碳化钨涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题。
【专利说明】-种Ni60B-CBN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Ni60B-CBN纳米涂层及其制备方法。【背景技术】
[0002] 中国特色的再制造工程是在维修工程、表面工程基础上发展起来的，主要基于复 合表面工程技术、纳米表面工程技术和自动化表面工程技术，这些先进的表面工程技术是 国外再制造时所不曾采用的。先进表面工程技术在再制造中的应用，可将旧工件的利用率 提高到90%，使零件的尺寸精度和质量标准不低于原型新品水平，而且在耐磨、耐蚀、抗疲 劳等性能方面达到原型新品水平，并最终确保再制造装备零部件的性能质量达到甚至超过 原型新品。再制造的重要特征是再制造后的产品质量和性能不低于新品，成本只是新品的 50%，节能60%，节材70%，对环境的不良影响显著降低，成为建设资源节约型和环境友好 型社会的重要途径。
[0003] 针对现有涂层普遍存在耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，人们需要一种能配合 再制造技术，用于改善材料表面涂层的微观组织、结构，提高涂层硬度的新型材料。
【发明内容】
[0004] 针对上述技术问题，本发明提供一种NieOB-CBN纳米涂层及其制备方法。
[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Ni60B-CBN纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占 59. 12% -77. 14%、CBN占21. 1% -39. 12%、微量元素占1. 76%，所述微量元素包括Cr、Si、 B、Fe、Mo0
[0007] -种Ni60B_CBN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和CBN的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B、Fe、Mo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-CBN纳米涂层，加入少量的Mo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。
[0008] 本发明的有益效果是：本发明优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好与传统合金 材料相比有着很大的进步，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，使碳化钨涂层硬度提高了 50%，弹性模量提高了 8. 9% -15. 4%，材料中加入钥，能改善钢的耐腐蚀性，提高材料的强度和耐磨性能；含钥的 镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小、耐磨、耐蚀、抗高温氧化等特性，适用于制造 航空和航天的各种高温部件，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】
[0009] 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。
[0010] 实施例一：
[0011] 一种Ni60B-CBN纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占59. 12%、CBN 占39. 12%、微量元素占1. 76%，所述微量元素包括Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0012] 一种Ni60B-CBN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和CBN的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B、Fe、Mo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-CBN纳米涂层。
[0013] 所述Ni60B-CBN纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。
[0014] 所述Ni60B-CBN纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩 擦磨损性能实验结果对比见表2。
[0015] 实施例二：
[0016] 一种Ni60B-CBN纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占59. 12%、CBN 占39. 12%、微量元素占1. 76%，所述微量元素包括Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0017] 一种Ni60B_CBN纳米涂层的制备方法，同实施例一。
[0018] 所述Ni60B-CBN纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。
[0019] 所述Ni60B-CBN纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩 擦磨损性能实验结果对比见表2。
[0020] 实施例三：
[0021] 一种Ni60B-CBN纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为Ni60B占59. 12%、CBN 占39. 12%、微量元素占1. 76%，所述微量元素包括Cr、Si、B、Fe、Mo。
[0022] -种Ni60B_CBN纳米涂层的制备方法，同实施例一。
[0023] 所述Ni60B_CBN纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果见表1。
[0024] 所述Ni60B-CBN纳米涂层的工件的摩擦磨损性能实验结果与20Cr圆钢基体的摩 擦磨损性能实验结果对比见表2。
[0025] 所述纳米涂层可采用等离子喷涂工艺在3Cr2Mo模具钢基体上制备Ni60B-CBN纳 米涂层。
[0026] 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。研究结果及主要结论如下：
[0027] 表I Ni60B-CBN纳米涂层的工件与20Cr圆钢基体的性能对比实验结果：
[0028]
【权利要求】
1. 一种Ni60B-CBN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 59. 12% -77. 14%、CBN占21. 1% -39. 12%、微量元素占1. 76%，所述微量元素包括Cr、Si、 B、Fe、Mo。
2. -种Ni60B-CBN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和CBN的纳米球，再采用活性剂保护法混合Cr、Si、B、Fe、Mo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-CBN纳米涂层。
【文档编号】C23C4/12GK104357786SQ201410604010
【公开日】2015年2月18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