一种Ni-Gr-B纳米涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种Ni-Gr-B纳米涂层及其制备方法，包括以下组分：Ni、Gr、B、助剂和微量元素，所述各组分所占的质量百分数如下：Ni为16％～27％，Gr为21％～42％，B为33％～56％，助剂为2％，微量元素为1.25％。制备方法的步骤为：先采用干式粉碎法将Ni、Gr、B制成纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素材料并添加助剂制得纳米粉末，最后采用超音速火焰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，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。
【专利说明】-种Ni-Gr-B纳米涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂层材料【技术领域】，具体是一种Ni-Gr-B纳米涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在诸多纳米技术中，表面涂层制备技术是金属材料迅速获得具有特殊性能表面结 构的有效手段，改善了零件的性能，在近年来得到了深入的研究和广泛的应用。而超音速火 焰喷涂在涂层制备领域中较为常见，超音速火焰喷涂HVOF的原理为燃气与氧气的混合气 体在高压下被送至位于喷枪出口处的点燃区并点燃。环状流动的热气流受到外围压缩空气 流的压缩，使之加速形成超音速火焰。粉末在载气的作用下被送到喷枪的出口处，进入燃烧 火焰中，形成涂层，超音速火焰喷涂设备由喷枪、送粉器、控制系统、热交换系统和各种管 路五部分组成，属紧凑型喷涂设备，具有操作简单、工作稳定、燃耗低、涂层性能好的特点。 而现有的涂层存在着耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，使用寿命较短，影响到基体的正常 使用，且频繁的更换基体费时费力，维修、维护的成本较高。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种Ni-Gr-B纳米涂层及其制备方法。
[0004] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005] -种Ni-Gr-B纳米涂层，包括以下组分：、61*、8、助剂和微量元素，所述各组分所 占的质量百分数如下：
[0006] Ni为16%?27%，Gr为21%?42%，B为33%?56%，助剂为2%，微量元素为 1. 25%。
[0007] 所述微量元素材料包括Go、Mo、Si。
[0008] 所述助剂为CBN，由于材料硬度不高，所以添加了助剂2% CBN来提高硬度。
[0009]-种Ni-Gr-B纳米涂层的制备方法，所述步骤为：先采用干式粉碎法将Ni、Gr、B制 成纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素材料并添加助剂制得纳米粉末，最后采用 超音速火焰喷涂在基体上形成涂层。
[0010] 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。
【具体实施方式】
[0011] 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。
[0012] 实施例一：
[0013] 一种Ni-Gr-B纳米涂层，包括以下组分：附、61*、8、助剂和微量元素，所述各组分所 占的质量百分数如下：
[0014] Ni 为 16%，Gr 为 42%，B 为 38. 75%，助剂为 2%，微量元素为 I. 25%。
[0015] 所述微量元素材料包括Go、Mo、Si。
[0016] 所述助剂为CBN，由于材料硬度不高，所以添加了助剂2% CBN来提高硬度。
[0017] 一种Ni-Gr-B纳米涂层的制备方法，所述步骤为：先采用干式粉碎法将Ni、Gr、B制 成纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素材料并添加助剂制得纳米粉末，最后采用 超音速火焰喷涂在基体上形成涂层。
[0018] 实施例二：
[0019] 一种Ni-Gr-B纳米涂层，包括以下组分：附、61*、8、助剂和微量元素，所述各组分所 占的质量百分数如下：
[0020] Ni 为 27%，Gr 为 21%，B 为 48. 75%，助剂为 2%，微量元素为 L 25%。
[0021] 所述微量元素材料包括Go、Mo、Si。
[0022] 所述助剂为CBN，由于材料硬度不高，所以添加了助剂2% CBN来提高硬度。
[0023] -种Ni-Gr-B纳米涂层的制备方法与实施例一相同。
[0024] 实施例三：
[0025] 一种Ni-Gr-B纳米涂层，包括以下组分：、61*、8、助剂和微量元素，所述各组分所 占的质量百分数如下：
[0026] Ni 为 22%，Gr 为 33%，B 为 43. 75%，助剂为 2%，微量元素为 L 25%。
[0027] 所述微量元素材料包括Go、Mo、Si。
[0028] 所述助剂为CBN，由于材料硬度不高，所以添加了助剂2% CBN来提高硬度。
[0029] -种Ni-Gr-B纳米涂层的制备方法与实施例一相同。
[0030] 实施例四：
[0031] 一种Ni-Gr-B纳米涂层，包括以下组分：附、61*、8、助剂和微量元素，所述各组分所 占的质量百分数如下：
[0032] Ni 为 18%，Gr 为 22. 75%，B 为 56%，助剂为 2%，微量元素为 L 25%。
[0033] 所述微量元素材料包括Go、Mo、Si。
[0034] 所述助剂为CBN，由于材料硬度不高，所以添加了助剂2% CBN来提高硬度。
[0035] -种Ni-Gr-B纳米涂层的制备方法与实施例一相同。
[0036] 为了论证本发明的实际效果，特采用超音速火焰喷涂工艺在4Crl3模具钢基体上 制备了 Ni-Gr-B涂层。将实施例一至实施例四实施后，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。
[0037] 实验结果如下：
[0038]
【权利要求】
1. 一种Ni-Gr-B纳米涂层，其特征在于：包括以下组分：附、61~、8、助剂和微量元素，所 述各组分所占的质量百分数如下： Ni为16 %?27%，Gr为21 %?42%，B为33 %?56%，助剂为2%，微量元素为 1. 25%。
2. 根据权利要求1所述的一种Ni-Gr-B纳米涂层，其特征在于：所述微量元素材料包 括 Go、Mo、Si。
3. 根据权利要求1所述的一种Ni-Gr-B纳米涂层，其特征在于：所述助剂为CBN。
4. 一种Ni-Gr-B纳米涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤为：先采用干式粉碎法将 Ni、Gr、B制成纳米球，再采用活性剂保护法混合了微量元素并添加助剂制得纳米粉末，最后 采用超音速火焰喷涂在基体上。
【文档编号】C23C4/06GK104357788SQ201410604058
【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