一種Fe-Gr-Ni納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Fe-Gr-Ni納米涂層及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占58％-69％、Gr占11％-26％、Ni占11％-26％、微量元素占0.89％、CBN≤1％；所述微量元素包括Go、Si、B；其制備方法包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得Fe、Gr和Ni的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Si、B制得納米粉末，同時(shí)添加助劑CBN，之后采用超音速火焰噴涂工藝制備Fe-Gr-Ni納米涂層。本發(fā)明解決了現(xiàn)有涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，彈性模量提高了8.5％-14.4％，同時(shí)也對(duì)提高改善性的綜合力學(xué)性能有顯著的作用。
【專利說明】-種Fe-Gr-N i納米涂層及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種Fe-Gr-Ni納米涂層及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂是一種用專用設(shè)備把某種固體材料熔化并加速噴射到機(jī)件表面上，形成 特制薄層，以提高機(jī)件耐蝕、耐磨、耐高溫等性能的新興材料表面科學(xué)技術(shù)。熱噴涂中發(fā)展 最為迅速的為超音速火焰噴涂（High Velocity Oxy fuel,簡(jiǎn)稱HV0F)，HV0F是20世紀(jì)80年 代初在普通火焰噴涂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型熱噴涂技術(shù)。它是利用氫、乙炔、丙烯、 煤油等做燃料，用氧氣作助燃劑，在燃燒室或特殊的噴嘴中燃燒，產(chǎn)生高達(dá)2000-3000°C、 2100m/s以上速度的超音速燃焰，同時(shí)將粉末送進(jìn)火焰中，產(chǎn)生熔化或半熔化的粒子，高 速撞擊在基體表面上沉積形成涂層，其涂層比普通火焰噴涂或等離子噴涂結(jié)合強(qiáng)度更高， 更致密。
[0003] 但這一技術(shù)對(duì)噴涂粒子尺寸范圍要求嚴(yán)格，為了滿足超音速火焰噴涂技術(shù)應(yīng)用范 圍的拓展，人們需要大量的、適用于各種使用要求的超音速火焰噴涂技術(shù)的涂層材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種Fe-Gr-Ni納米涂層及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種Fe-Gr-Ni納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占58% -69%、Gr占 11% -26%、Ni占11% -26%、微量元素占0. 89%、CBN彡1% ;所述微量元素包括Go、Si、 B〇
[0007] -種Fe-Gr-Ni納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得Fe、 Gr和Ni的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Si、B制得納米粉末，同時(shí)添加助劑CBN，之 后采用超音速火焰噴涂工藝在20Cr模具鋼基體上制備Fe-Gr-Ni納米涂層；所述助劑CBN 能提高材料的硬度50%。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明解決了現(xiàn)有涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問 題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，使涂層硬度提高了 50%，彈性模量提高了 8. 5% -14. 4%，從而整體提高材料表面的耐磨性能，同時(shí)也對(duì)提高改善性的綜合力學(xué)性能 有顯著的作用；所述Fe-Gr-Ni納米涂層適合多種鋼材，尤其適合一些材料表面需要硬化， 但要求又不高，價(jià)格低廉，節(jié)省成本，又達(dá)到硬化材料目的的情況。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡 述。
[0010] 實(shí)施例一：
[0011] 一種Fe-Gr-Ni納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占56%、Gr占25%、 Ni占17. 3%、微量元素占0.89%、CBN占0.81 % ;所述微量元素包括Go、Si、B。
[0012] 一種Fe-Gr-Ni納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得Fe、 Gr和Ni的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Si、B制得納米粉末，同時(shí)添加助劑CBN，之 后采用超音速火焰噴涂工藝在20Cr模具鋼基體上制備Fe-Gr-Ni納米涂層。
[0013] 所述Fe-Gr-Ni納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0014] 所述Fe-Gr-Ni納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表2。
[0015] 實(shí)施例二：
[0016] 一種Fe-Gr-Ni納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占 62 %、Gr占 15%、 Ni占 21. 6%、微量元素占 0.89%、CBN占 0.51 % ;所述微量元素包括Go、Si、B。
[0017] -種Fe-Gr-Ni納米涂層的制備方法，同實(shí)施例一。
[0018] 所述Fe-Gr-Ni納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0019] 所述Fe-Gr-Ni納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表3。
[0020] 實(shí)施例三：
[0021] 一種Fe-Gr-Ni納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占 65 %、Gr占 12%、 Ni占 21. 8%、微量元素占 0.89%、CBN占 0.31 % ;所述微量元素包括Go、Si、B。
[0022] -種Fe-Gr-Ni納米涂層的制備方法，同實(shí)施例一。
[0023] 所述Fe-Gr-Ni納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。
[0024] 所述Fe-Gr-Ni納米涂層的工件的摩擦磨損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果與20Cr鋼基體的摩擦磨 損性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見表4。
[0025] 所述Fe-Gr-Ni納米涂層可采用超音速火焰（HVOF)噴涂工藝在20Cr模具鋼基體 上制備Fe-Gr-Ni納米涂層。
[0026] 表I Fe-Gr-Ni納米涂層的工件與20Cr鋼某體的件能對(duì)比實(shí)駘結(jié)果：

【權(quán)利要求】
1. 一種Fe-Gr-Ni納米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占 58%-69%、Gr占 ll%-26%、Ni占 ll%-26%、微量元素占(λ89%、CBN彡l%;所述微量 元素包括Go、Si、B。
2. -種Fe-Gr-Ni納米涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：先采用干式粉碎 法制得Fe、Gr和Ni的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Si、B制得納米粉末，同時(shí)添加 助劑CBN，之后采用超音速火焰噴涂工藝在模具鋼基體上制備Fe-Gr-Ni納米涂層。
【文檔編號(hào)】C23C4/06GK104264093SQ201410465007
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】程敬卿, 薛衛(wèi)昌 申請(qǐng)人:蕪湖鼎瀚再制造技術(shù)有限公司