一種Fe-Gr-Si納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種Fe-Gr-Si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52％-72％、Gr占11％-29％、Si占11％-29％、CBN占1％-6％、微量元素占1.25％；所述微量元素包括Go、Mo、B、Ni；其制備方法為：先采用干式粉碎法制得Fe、Gr和Si的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Mo、B、Ni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-Si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(wèn)題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，整體提高了材料表面的耐磨性能，價(jià)格低廉，節(jié)省成本，又達(dá)到硬化材料目的。
【專利說(shuō)明】-種Fe-Gr-S 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(shuō)是一種Fe-Gr-Si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)。熱噴涂技術(shù) 中最常用的是超音速火焰噴涂（HVOF)技術(shù)，HVOF發(fā)展非常迅速，從1982年美國(guó)的James. A. Browning開(kāi)發(fā)出第一代超音速火焰噴涂裝置Jet Kote I以來(lái)，僅10余年，HVOF工藝及 裝置取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，其優(yōu)異的涂層質(zhì)量及與自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)合使用，使該工藝從問(wèn) 世之初的僅用于飛行發(fā)動(dòng)機(jī)零部件耐磨層噴涂，發(fā)展到航空、冶金、紡機(jī)、汽車(chē)、鐵路等領(lǐng) 域的大量應(yīng)用，代表了現(xiàn)代熱噴涂技術(shù)發(fā)展的方向。
[0003] 然而在超音速火焰噴涂技術(shù)的應(yīng)用中，最關(guān)鍵的因素還包括涂層材料的選擇，不 同的工件適用的涂層材料不同，且相同的材料采用不同的配比所產(chǎn)生的效果也是千差萬(wàn) 另IJ，另外，超音速火焰噴涂技術(shù)對(duì)噴涂粒子尺寸范圍要求嚴(yán)格，為了拓寬超音速火焰噴涂技 術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，人們需要一種性能優(yōu)良，適用范圍廣的涂層材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種Fe-Gr-Si納米涂層及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種Fe-Gr-Si納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占52% -72%、Gr占 11% -29%、Si占11% -29%、CBN占1% -6%、微量元素占 L 25%;所述微量元素包括Go、 Mo、B、Ni。
[0007] -種Fe-Gr-Si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Si的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Mo、B、Ni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4Crl3模具鋼基體上制備Fe-Gr-Si涂層；所述助劑 CBN能提高材料的硬度40%。
[0008] 所述納米粉末采用超音速火焰（HVOF)噴涂工藝在4Crl3模具鋼基體上制備 Fe-Gr-Si 涂層。
[0009] 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(wèn) 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-Si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】
[0010] 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。
[0011] 實(shí)施例一：
[0012] 一種Fe-Gr-Si納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占 52%、Gr占 28%、 Si占 15%、CBN占 3. 75%、微量元素占 1. 25% ;所述微量元素包括Go、Mo、B、Ni。
[0013] 一種Fe-Gr-Si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Si的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Mo、B、Ni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4Crl3模具鋼基體上制備Fe-Gr-Si涂層。
[0014] 所述Fe-Gr-Si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(jiàn)表1。
[0015] 所述Fe-Gr-Si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(jiàn)表2。
[0016] 實(shí)施例二：
[0017] -種Fe-Gr-Si納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占 58%、Gr占 11%、 Si占 28%、CBN占 1. 75%、微量元素占 1. 25% ;所述微量元素包括Go、Mo、B、Ni。
[0018] -種Fe-Gr-Si納米涂層的制備方法，同實(shí)施例一。
[0019] 所述Fe-Gr-Si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(jiàn)表1。
[0020] 所述Fe-Gr-Si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(jiàn)表3。
[0021] 實(shí)施例三：
[0022] -種Fe-Gr-Si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 16%、 Si占 12%、CBN占 5. 75%、微量元素占 1. 25% ;所述微量元素包括Go、Mo、B、Ni。
[0023] -種Fe-Gr-Si納米涂層的制備方法，同實(shí)施例一。
[0024] 所述Fe-Gr-Si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(jiàn)表1。
[0025] 所述Fe-Gr-Si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(jiàn)表4。
[0026] 所述Fe-Gr-Si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(jiàn)表1。
[0027] 表IFe-Gr-Si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：

【權(quán)利要求】
1. 一種Fe-Gr-Si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 52% -72%、Gr 占 11% -29%、Si 占 11% -29%、CBN 占 1% -6%、微量元素占 1. 25%;所述 微量元素包括Go、Mo、B、Ni。
2. -種Fe-Gr-Si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Si的納米球，再采用活性劑保護(hù)法混合Go、Mo、B、Ni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-Si涂層。
【文檔編號(hào)】C23C4/06GK104264099SQ201410476404
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】薛衛(wèi)昌, 程敬卿 申請(qǐng)人:蕪湖鼎瀚再制造技術(shù)有限公司