一种立方氮化硼增强钼铬合金粉的方法与流程

文档序号:17637699发布日期:2019-05-11 00:28阅读:378来源:国知局

本发明涉及热喷涂领域,具体涉及一种立方氮化硼增强钼铬合金粉的方法。



背景技术:

21世纪是海洋的时代,特别是深海油气田开发已成为人类探索研究的重点。然而在极端环境下,保证机器设备的耐蚀损性是一大难题。

热喷涂作为制备涂层的常用手段,可制备耐磨损、耐腐蚀的高性能涂层,在表面工程领域得到广泛应用。在热喷涂常用粉体中,以金刚石为增强相的合金粉由于其优异耐磨损性能,得到大家的广泛关注。与金刚石相比,立方氮化硼价格便宜,成本低廉,适合大规模生产应用;在硬度方面,立方氮化硼的硬度可以达到8000~9000hv,仅次于金刚石,耐磨损性能同样优良。另外,在粘结相上,纯钼粉虽具有良好的导热、耐高温等性能,但其耐蚀性差。

经对现有技术的文献检索发现,公开号为cn107058937a的中国专利公开了一种以金刚石、镍基合金粉为原料,利用热喷涂制备金刚石耐磨层的方法,该方法不足在于:以金刚石为原料,成本高,不适宜大规模的应用。

经文献检索还发现,齐凤莲等在《润滑与密封》(2008年2月,第2期,第40-42页)发表了“等离子热喷涂金刚石涂层的摩擦磨损性能研究”,具体方法为:以金刚石、钴基或镍基粉体为原料,利用等离子体热喷涂的方法,制备金刚石耐磨层。由于热喷涂温度较高,金刚石在高温下易石墨化,造成其硬度骤然降低,涂层质量下降;其次,金刚石成本较高,不适合批量生产。

通过检索现有专利和文献,未发现以立方氮化硼和钼铬合金粉为原料,球磨混合制备合金粉的报导。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种成本低、生产工艺简单、易操作的制备立方氮化硼增强钼铬合金粉的方法。

为了达到上述目的,本发明提供了一种立方氮化硼增强钼铬合金粉的方法,其包含以下步骤:

步骤1,将质量分数为5~7%的立方氮化硼与质量分数为93~95%的钼铬合金粉末充分混合;

步骤2,将上述混合的粉末置入行星式球磨机中,球磨24~48h,转速为300-500r/min;

步骤3,收集上述球磨所得粉末混合物,得到立方氮化硼增强钼铬合金粉。

为了改善涂层的粘结相的耐蚀性,使用钼铬合金粉代替纯钼粉,可有效提高其耐腐蚀的能力,使粉体的性能更加完善。

较佳地,步骤1中,所述立方氮化硼的粒度为5~45μm。

较佳地,步骤1中,所述钼铬合金的粒度为25~53μm。

较佳地,步骤2中,所述的球磨机为普通行星式球磨机。通过球磨,钼铬合金粉与立方氮化硼两者可达到均匀混合。

较佳地,步骤2中,研磨球采用碳化钨球。

较佳地,步骤2中,球料比在8:1~5:1,所述的球料比是指研磨球与待研磨的粉末的重量比。

本发明采用立方氮化硼和钼铬合金粉为原料,通过球磨混合制备立方氮化硼增强钼铬合金粉,用于热喷涂工艺,涂层具有耐磨损、耐腐蚀性能。

具体实施方式

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,下面结合本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

步骤一:选取粒度为5~45μm、质量分数为7%的立方氮化硼,与粒度为25~53μm、质量分数为93%的钼铬合金粉末混合。

步骤二:将混合粉末放入行星式球磨机中球磨48h,转速为500r/min,研磨球采用碳化钨球,球料比为8:1。

步骤三:收集所得粉末,得到立方氮化硼增强钼铬合金粉。

经测得,球磨后所得粉末的粒径为1.3~10μm。将所得粉末用于等离子体热喷涂,并对喷涂后的涂层进行摩擦磨损实验与电化学腐蚀实验。摩擦磨损实验结果表明:在干摩擦环境下,涂层在荷载50n,滑动速度20mm/s,经60min磨损后的稳态摩擦系数为0.38;电化学实验结果表明:涂层在0.5mol/lhcl溶液中的自腐蚀电流密度为12.32μa/cm-2

实施例2

步骤一:选取粒度为5~45μm、质量分数为6%的立方氮化硼,与粒度为25~53μm、质量分数为94%此的钼铬合金粉末混合。

步骤二:将混合粉末放入行星式球磨机中球磨48h,转速为400r/min,研磨球采用碳化钨球,球粉重量比在6:1。

步骤三:收集所得粉末,得到立方氮化硼增强钼铬合金粉。

经测得,球磨后所得粉末的粒径为2.6~13μm。将所得粉末用于等离子体热喷涂,并对喷涂后的涂层进行摩擦磨损实验与电化学实验。摩擦磨损实验结果表明:在干摩擦环境下,涂层在荷载50n,滑动速度20mm/s,经60min磨损后的稳态摩擦系数为0.43;电化学实验结果表明:涂层在0.5mol/lhcl溶液中的自腐蚀电流密度为10.95μa/cm-2

实施例3

步骤一:选取粒度为5~45μm、质量分数为5%的立方氮化硼,与粒度为25~53μm、质量分数95%的钼铬合金粉末混合。

步骤二:将混合粉末放入行星式球磨机中球磨48h,转速为300rad/min,研磨球采用碳化钨球,球粉重量比在7:1。

步骤三:收集所得粉末,得到立方氮化硼增强钼铬合金粉。

经测得,球磨后所得粉末的粒径为2~18μm。将所得粉末用于等离子体热喷涂,并对喷涂后的涂层进行摩擦磨损实验与电化学实验。摩擦磨损实验结果表明:在干摩擦环境下,涂层在荷载50n,滑动速度20mm/s,经60min磨损后的稳态摩擦系数为0.49;电化学实验结果表明:涂层在0.5mol/lhcl溶液中的自腐蚀电流密度为9.32μa/cm-2

实施例4

步骤一:选取粒度为5~45μm、质量分数为7%的立方氮化硼,与粒度为25~53μm、质量分数为93%的钼铬合金粉末混合。

步骤二:将混合粉末放入行星式球磨机中球磨24h,转速为500r/min,研磨球采用碳化钨球,球粉重量比在5:1。

步骤三:收集所得粉末,得到立方氮化硼增强钼铬合金粉。

经测得,球磨后所得粉末的粒径为1.6~10μm。将所得粉末用于等离子体热喷涂,并对喷涂后的涂层进行摩擦磨损实验与电化学实验。摩擦磨损实验结果表明:在干摩擦环境下,涂层在荷载50n,滑动速度20mm/s,经60min磨损后的稳态摩擦系数为0.39;电化学实验结果表明:涂层在0.5mol/lhcl溶液中的自腐蚀电流密度为12.05μa/cm-2

综上所述,采用立方氮化硼和钼铬合金粉为原料,通过球磨混合制备立方氮化硼增强钼铬合金粉,用于热喷涂工艺,涂层具有耐磨损、耐腐蚀性能。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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