[發(fā)明專利]一種Ni45-ZrO2納米涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410465210.8
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104264024A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 程敬卿;薛衛(wèi)昌
• 申請（專利權）人: 蕪湖鼎瀚再制造技術有限公司
• 主分類號: C22C29/02
• 分類號: C22C29/02;C23C4/12;C23C4/04;B82Y40/00;B82Y30/00
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技術領域

本發(fā)明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種Ni45-ZrO₂納米涂層及其制備方法。

背景技術

等離子噴涂屬于熱噴涂技術，它是將粉末材料送入等離子體(射頻放電)中或等離子射流(直流電弧)中，使粉末顆粒在其中加速、熔化或部分熔化后，在沖擊力的作用下，在基底上鋪展并凝固形成層片，進而通過層片疊層形成涂層的一類加工工藝。它具有生產(chǎn)效率高，制備的涂層質量好，噴涂的材料范圍廣，成本低等優(yōu)點。因此，近幾十年來，其技術進步和生產(chǎn)應用發(fā)展很快，己成為熱噴涂技術的最重要組成部分。

但該技術沉積效率低、送粉速率低、孔隙率高、獲得的涂層硬度較低,且對粉末粒度分布要求高，硬度高、性能優(yōu)良的涂層材料非常緊缺。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種Ni45-ZrO₂納米涂層及其制備方法。

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)：

一種Ni45-ZrO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數(shù)為Ni45占15％-36％、ZrO₂占60％-82％、Al₂O₃占1％-5％、微量元素占1％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe；所述Al₂O₃可提高材料的韌性40％，可使材料的韌性、硬度都有較大的增強。

一種Ni45-ZrO₂納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用溶膠-凝膠法處理Ni45、ZrO₂和Al₂O₃，同時加入催化劑，經(jīng)充分混合后制得納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B和Fe制得納米粉末，之后采用等離子噴涂工藝在3Cr2Mo模具鋼基體上制備Ni45-ZrO₂涂層。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明解決了現(xiàn)有碳化鎢涂層耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結構，使涂層韌性提高了100％，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，同時也對提高改善性的綜合力學性能有顯著的作用；所述Ni45-ZrO₂納米涂層適合多種鋼材比如：20Cr、12CrNi3A、5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，與傳統(tǒng)合金材料相比硬度高、耐磨性好、結合強度高、耐高溫、耐腐蝕。

具體實施方式

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。

實施例一：

一種Ni45-ZrO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數(shù)為Ni45占15％、ZrO₂占82％、Al₂O₃占2％、微量元素占1％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種Ni45-ZrO₂納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用溶膠-凝膠法處理Ni45、ZrO₂和Al₂O₃，同時加入催化劑，經(jīng)充分混合后制得納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B和Fe制得納米粉末，之后采用等離子噴涂工藝在3Cr2Mo模具鋼基體上制備Ni45-ZrO₂涂層。

所述Ni45-ZrO₂納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1。

所述Ni45-ZrO₂納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr鋼基體的摩擦磨損性能實驗結果對比見表2。

實施例二：

一種Ni45-ZrO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數(shù)為Ni45占18％、ZrO₂占77％、Al₂O₃占4％、微量元素占1％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種Ni45-ZrO₂納米涂層的制備方法，同實施例一。

所述Ni45-ZrO₂納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1。

所述Ni45-ZrO₂納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr鋼基體的摩擦磨損性能實驗結果對比見表3。

實施例三：