[發明專利]一種Ni45-WC納米涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201410465237.7
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104264025A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 薛衛昌;程敬卿
• 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

本發明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種Ni45-WC納米涂層及其制備方法。

背景技術

在傳統工藝中，修復工件大多采用噴焊、堆焊、電鍍硬鉻等工藝，被修復的工件涂層存在結合力低、孔隙率高、均勻性差等問題，此外,對于較小的制品,噴涂效率低,成本高。熱噴涂是一種用專用設備把某種固體材料熔化并加速噴射到機件表面上,形成特制薄層,以提高機件耐蝕、耐磨、耐高溫等性能的新興材料表面科學技術。以Ni和WC元素為主，以C、Cr等微量元素為輔制成的熱噴涂粉末具有耐高溫、抗氧化、高強度、高硬度及耐腐蝕性能好等特點，廣泛應用于于航空航天、冶金、機械等領域。然而此類熱噴涂粉末韌性低，容易出現脆性斷裂。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種Ni45-WC納米涂層及其制備方法。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種Ni45-WC納米涂層，其組分包括Ni、WC和微量元素，其組分還包括助劑TiO₂，所述Ni為Ni45，所述各組分的質量分數為Ni45占10％-28％、WC占70％-88％、微量元素占0.78％、TiO₂占2％，所述TiO₂為助劑，可提高Ni45-WC納米涂層的韌性50％，使Ni45-WC納米涂層在180℃左右的工作環境下彎曲不斷裂。

所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種Ni45-WC納米涂層的制備方法，包括以下步驟：首先采用干式粉碎法制得納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B和Fe制得納米粉末，之后采用超音速火焰噴涂工藝在3Cr2W8V熱作模具鋼基體上制備Ni45-WC納米涂層。

本發明的有益效果是：本發明解決了現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，使涂層硬度提高了50％，使涂層彈性模量提高了8.5％-14.4％，從而整體提高材料表面的耐磨性能，對改善工件的綜合力學性能有顯著的作用，本發明所得的納米材料優于傳統涂層材料，具有硬度高、耐磨性好的特點，適合多種鋼材比如：20Cr、12CrNi3A、5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，與傳統合金材料相比有著很大的進步。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段和創作特征易于明白了解，下面對本發明進一步闡述。

實施例一：

一種Ni45-WC納米涂層，其組分中Ni45占9.22％、WC占88％、微量元素占0.78％、TiO₂占2％，經過多次試驗得出Ni45-WC納米涂層的結合強度、組織的致密度較好可達0.74，涂層密度達14.28g/cm³。

所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種Ni45-WC納米涂層的制備方法，包括以下步驟：首先采用干式粉碎法制得納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B和Fe制得納米粉末，之后采用超音速火焰噴涂工藝在3Cr2W8V熱作模具鋼基體上制備Ni45-WC納米涂層。

實施例二：

一種Ni45-WC納米涂層，其組分中Ni45占27.22％、WC占70％、微量元素占0.78％、TiO₂占2％，經過多次試驗得出Ni45-WC納米涂層的結合強度、組織的致密度較好可達0.74，涂層密度達14.28g/cm³。

所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

所述Ni45-WC納米涂層的制備方法同實施例一。

實施例三：

一種Ni45-WC納米涂層，其組分中Ni45占16.22％、WC占81％、微量元素占0.78％、TiO₂占2％，經過多次試驗得出Ni45-WC納米涂層的結合強度、組織的致密度較好可達0.74，涂層密度達14.28g/cm³。

所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

所述Ni45-WC納米涂層的制備方法同實施例一。

采用以上實施例中的Ni45-WC納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果見表1。

表1覆蓋有不同配比的Ni45-WC納米涂層的工件與20Cr鋼基體的性能對比實驗結果：