納米涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種WC-HfO2納米涂層及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為WC占19.31％-37.47％、HfO2占61.26％-79.42％、微量元素占1.27％，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo，其制備方法為：先采用干式粉碎法制得WC和HfO2的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之后采用等離子噴涂工藝在9Cr18模具鋼基體上制備WC-HfO2納米涂層。本發(fā)明HfO2含量較高，所以涂層結(jié)合強度、抓附力較高，優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，硬度高、耐磨性好，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)。
【專利說明】-種WC-HfO2納米涂層及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂【技術領域】，具體說是一種WC-HfO2納米涂層及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 等離子噴涂技術是繼火焰噴涂之后大力發(fā)展起來的一種新型多用途的精密噴涂 方法，它具有：1、超高溫特性，便于進行高熔點材料的噴涂；2、噴射粒子的速度高，涂層致 密，粘結(jié)強度高；3、由于使用惰性氣體作為工作氣體，所以噴涂材料不易氧化。
[0003] 隨著等離子噴涂技術的普及，越來越多的工件開始使用等離子噴涂修復技術"起 死回生"，然而工件的材質(zhì)種類不同、使用條件不同，修復時所采用的噴涂方式和噴涂材料 也各不相同。
[0004] 針對現(xiàn)有涂層普遍存在耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，人們需要一種能配合 再制造技術，用于改善材料表面涂層的微觀組織、結(jié)構(gòu)，提高涂層硬度的新型材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種WC-HfO2納米涂層及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)：
[0007] -種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為WC占19. 31% -37. 47%、 HfO2占61. 26% -79. 42%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo, WC是 僅次于金剛石的第二硬材料，具有良好的物理、化學性能，彈性模量與金剛石接近，熱穩(wěn)定 性比金剛石商，HfO 2可提商提商材料的強度和初性近50%，所添加的一些稀土兀素可提商 涂層的結(jié)合度、抓附力。
[0008] -種WC-HfO2納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用活性劑保護法制得WC 和HfO2的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之后采用等離 子噴涂工藝在9Cr 18模具鋼基體上制備WC-HfO2納米涂層。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的!1?)2含量較高，所以涂層結(jié)合強度、抓附力較 高，優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，硬度高、耐磨性好，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%，從而整體提高了材料表面的耐磨性能，同時也對提高改善性的綜合力學性 能有顯著的作用，適用于等離子噴涂，可用噴涂鋼材有：2Crl3、4Crl3、9Crl8、4Cr5W2VSi、 8Cr3 等。

【具體實施方式】
[0010] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對本發(fā)明進一步闡 述。
[0011] 實施例一：
[0012] 一種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為WC占19. 31%、HfO2占 79. 42%、微量元素占 I. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0013] 一種WC-HfO2納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用活性劑保護法制得WC 和HfO2的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之后采用等離 子噴涂工藝在9Cr 18模具鋼基體上制備WC-HfO2納米涂層。
[0014] 所述WC-HfO2納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果見表1。
[0015] 所述WC-HfO2納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結(jié)果與20Cr圓鋼基體的摩擦 磨損性能實驗結(jié)果對比見表2。
[0016] 實施例二：
[0017] 一種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為WC占37. 47%、HfO2占 61. 26%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0018] 一種WC-HfO2納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0019] 所述WC-HfO2納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果見表1。
[0020] 所述WC-HfO2納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結(jié)果與20Cr圓鋼基體的摩擦 磨損性能實驗結(jié)果對比見表2。
[0021] 實施例三：
[0022] -種WC-HfO2納米涂層，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為WC占28. 53%、HfO2占 70. 2%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、Cr、Si、B、Mo。
[0023] -種WC-HfO2納米涂層的制備方法，同實施例一。
[0024] 所述WC-HfO2納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果見表1。
[0025] 所述WC-HfO2納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結(jié)果與20Cr圓鋼基體的摩擦 磨損性能實驗結(jié)果對比見表2。
[0026] 所述納米涂層可采用等離子噴涂工藝在9Crl8模具鋼基體上制備WC-Hf02納米涂 層。
[0027] 測試了涂層的結(jié)合強度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨損性能，并利用XRD對噴 涂粉末濟涂層進行了相結(jié)構(gòu)分析，用掃描電子顯微鏡對噴涂粉末、磨粒磨損前后的涂層表 面形貌進行了觀察，主要實驗結(jié)果及結(jié)論如下：
[0028] 表I WC_Hf02納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結(jié)果：

【權利要求】
1. 一種WC-Hf02m米涂層，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為WC占 19. 31% -37. 47%、Hf02占61. 26% -79. 42%、微量元素占1. 27%，所述微量元素包括Ni、 Cr、Si、B、Mo。
2. -種WC-Hf02納米涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：先采用活性劑保護 法制得WC和Hf02的納米球，再采用活性劑保護法混合Ni、Cr、Si、B、Mo制得納米粉末，之 后采用等離子噴涂工藝在模具鋼基體上制備WC-Hf02納米涂層。
【文檔編號】C23C4/06GK104388876SQ201410603926
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】程敬卿 申請人:安徽鼎恒再制造產(chǎn)業(yè)技術研究院有限公司