-Ti涂层材料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及等离子喷涂技术领域，具体是一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料及制备方 法。
【背景技术】
[0002] 等离子喷涂技术是目前较为常用的一种零部件性能改善的手段。可以在零部件生 产加工过程中对零部件进行等离子喷涂处理，从而在零部件表面形成涂层，以进一步改善 零部件的使用性能，也可以在零部件使用一段时间后出现磨损、裂纹时，对零部件进行修复 处理，一方面使零部件的结构尺寸符合实际使用的需求，另一方面利用涂层使零部件的性 能达到甚至超过零部件的初始性能，以到达延长零部件使用寿命的目的。但是，传统的涂层 材料由于搭配不合理，制成涂层后，结合强度差、气孔率高、硬度低，零部件的性能并未得到 显著的改善，迫切需求一种新的组分搭配，在等离子喷涂的技术上，实现对零部件性能的显 著改善。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料及制备方法。
[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] 一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料，包括以下质量百分比的组分：
[0006] Co 占 12%~19%，Mn 占 18%~25%，Cr2O3占 45 ~56%，Ti 占 10%~14%，辅 料占0· 33%~0· 66%，微量添加剂占0· 5%~L 5% ;
[0007] 所述辅料由1、附、？6、511、六1按照1:1.2:3:1.4:3的比例混合。
[0008] 所述微量添加剂为WC，增加材料的硬度。
[0009] 部分组分的性能如下：
[0010] Co :即钴，银白色铁磁性金属，表面抛光后有淡蓝光泽，比较硬而脆，在硬度、抗拉 强度性能方面与铁和镍类似。
[0011] Cr2O3:浅绿至深绿色细小六方结晶，结晶体极硬。极稳定，即使在红热下通入氢气 亦无变化，加入后能够改善整体的耐火性能。
[0012] Ti :密度小，机械强度大，在常温下，不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐 蚀，耐腐蚀性较强。
[0013] -种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、 Cr203、Ti均采用气雾化法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合微量添加剂和辅料制成的 纳米粉末，最终采用等离子喷涂工艺喷涂在零件表面形成涂层。
[0014] 本发明的有益效果是：本发明中各组分的组合及配比合理，按照本发明的技术方 案制成的涂层，具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，从而极大的改善了零部件的使用性 能，延长零部件的使用寿命。
【附图说明】
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0016] 图1为本发明制成的涂层的组织结构及晶体形貌图；
【具体实施方式】
[0017] 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。
[0018] 实施例一：
[0019] 一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料，包括以下质量百分比的组分：
[0020] Co 占 12. 5%，Mn 占 22%，Cr2O3占 52%，Ti 占 12%，辅料占 0· 5%，微量添加剂占 1% ；
[0021] 所述辅料由1、附、？6、511、41按照1:1.2:3:1.4:3的比例混合。
[0022] 所述微量添加剂为WC。
[0023] -种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、 Cr203、Ti均采用气雾化法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合微量添加剂和辅料制成的 纳米粉末，最终采用等离子喷涂工艺喷涂在零件表面形成涂层。
[0024] 实施例二：
[0025] 一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料，包括以下质量百分比的组分：
[0026] Co占19%，Mn占24.9%，Cr2O3占45, Ti占10%，辅料占0.6%，微量添加剂占 0. 5% ；
[0027] 所述辅料由1、附、卩6、511、六1按照1:1.2:3:1.4:3的比例混合。
[0028] 所述微量添加剂为WC。
[0029] -种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、 Cr203、Ti均采用气雾化法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合微量添加剂和辅料制成的 纳米粉末，最终采用等离子喷涂工艺喷涂在零件表面形成涂层。
[0030] 实施例三：
[0031] 一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料，包括以下质量百分比的组分：
[0032] Co 占 18. 17%，Mn 占 18%，Cr2O3 占 48%，Ti 占 14%，辅料占 0· 33%，微量添加剂 占 1. 5 % ;
[0033] 所述辅料由1、附、？6、511、六1按照1:1.2:3:1.4:3的比例混合。
[0034] 所述微量添加剂为WC。
[0035] -种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、 Cr203、Ti均采用气雾化法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合微量添加剂和辅料制成的 纳米粉末，最终采用等离子喷涂工艺喷涂在零件表面形成涂层。
[0036] 实施例四：
[0037] 一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料，包括以下质量百分比的组分：
[0038] Co 占 12%，Mn 占 18. 6%，Cr2O3占 56%，Ti 占 12%，辅料占 0· 4%，微量添加剂占 1% ；
[0039] 所述辅料由1、附、？6、511、六1按照1:1.2:3:1.4:3的比例混合。
[0040] 所述微量添加剂为wc。
[0041 ] -种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、 Cr203、Ti均采用气雾化法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合微量添加剂和辅料制成的 纳米粉末，最终采用等离子喷涂工艺喷涂在零件表面形成涂层。
[0042] 为了论证本发明的实际效果和性能，特采用等离子技术在模具上制得 Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层，将实施例一至实施例四实施后，分别测试了结合强度、显微硬度、气孔 率以及抗磨粒磨损性能，并利用XRD对涂层进行了相结构分析。实验结果如下：
[0047] 参照图1并结合上述实验对比数据可知，制得的纳米材料形貌有丝状或条状，但 分布均匀、颗粒完整具有较好的组织结构和较好的宏观性能。硬度达到HRC51，具有一定的 硬度和抗磨损性能。由于材料硬度有一定的降低但可获得较高的结合强度，而且成本较低 用于涂层表面材料或底层材料均可。涂层可或的更大厚度，厚度可达4. 5毫米，因此不会开 裂，涂层韧性、结合度高，极大的提升了涂层的堆积厚度。此纳米材料优于传统涂层材料，硬 度高、耐磨性好与传统合金材料相比有着较大的进步。这表明制备的Co-Mn-Cr 2O3-Ti涂层 具有优异的抗磨粒磨损性能，可广泛应用于工业生产和航空航天领域。
[0048] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
【主权项】
1. 一种Co-Mn-Cr 203-Ti涂层材料，其特征在于：包括以下质量百分比的组分： Co 占 12%~19%，Mn 占 18%~25%，Cr2O3占 45 ~56%，Ti 占 10%~14%，辅料占 0? 33%~0? 66%，微量添加剂占0? 5%~L 5% ; 所述辅料由1、附、？6、511、六1按照1:1.2:3:1.4:3的比例混合。2. 根据权利要求1所述的一种Co-Mn-Cr 203-Ti涂层材料，其特征在于：所述微量添加 剂为WC。3. 根据权利要求1所述的一种Co-Mn-Cr 203-Ti涂层材料的制备方法，其特征在于：所 述方法步骤如下：所述Co、Mn、Cr 203、Ti均采用气雾化法制得纳米球，再采用活性剂保护法 混合微量添加剂和辅料制成的纳米粉末，最终采用等离子喷涂工艺喷涂在零件表面形成涂 层。
【专利摘要】本发明涉及一种Co-Mn-Cr2O3-Ti涂层材料及制备方法，包括以下质量百分比的组分：Co占12％～19％，Mn占18％～25％，Cr2O3占45～56％，Ti占10％～14％，辅料占0.33％～0.66％，微量添加剂占0.5％～1.5％。方法步骤如下：所述Co、Mn、Cr2O3、Ti均采用气雾化法制得纳米球，再采用活性剂保护法混合微量添加剂和辅料制成的纳米粉末，最终采用等离子喷涂工艺喷涂在零件表面形成涂层。本发明中各组分的组合及配比合理，按照本发明的技术方案制成的涂层，具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，从而极大的改善了零部件的使用性能，延长零部件的使用寿命。
【IPC分类】C22C30/04, C23C4/06, C22C29/12, C23C4/12
【公开号】CN104946953
【申请号】CN201510353239
【发明人】程敬卿
【申请人】安徽再制造工程设计中心有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月24日