[發明專利]一種Ni60A-ZrO2納米涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201410465264.4
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104233161A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 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: C23C4/04
• 分類號: C23C4/04;C22C29/12
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種Ni60A-ZrO₂納米涂層及其制備方法。

背景技術

據一些工業發達國家統計,每年鋼材因腐蝕和磨損而造成的損失約占鋼材總產量的10％，損失金額約占國民經濟總產值的2％-4％。如果將因金屬腐蝕和磨損而造成的停工、停產和相應引起的工傷、失火、爆炸事故等損失統計在內的話，其數值更加驚人。因此，發展金屬表面防護和強化技術，是各國普遍關心的重大課題。

熱噴涂是一種表面強化技術，可將細微而分散的金屬或非金屬的涂層材料，以一種熔化或半熔化狀態，沉積到一種經過制備的基體表面，形成某種噴涂沉積層，使工件表面獲得不同硬度、耐磨、耐腐、耐熱、抗氧化、隔熱、絕緣、導電、密封、消毒、防微波輻射以及其他各種特殊物理化學性能，然而要獲得不同性能的涂層，就要采用不同的涂層材料，現有技術中的涂層材料硬度不高，耐磨性低，僅能起到修復工件的目的，不能有效延長基體使用壽命，更不能超過基體原有性能。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種Ni60A-ZrO₂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Ni60A-ZrO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60A占15％-36％、ZrO₂占60％-82％、CaF₂占1％-5％、微量元素占0.89％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe；所述CaF₂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Ni60A-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Ni60A、ZrO₂和CaF₂，同時加入催化劑，經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Ni60A-ZrO₂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，使涂層強度提高了40％，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Ni60A-ZrO₂納米涂層適合多種鋼材比如：20Cr、12CrNi3A、5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi等，與傳統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Ni60A-ZrO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60A占7％、ZrO₂占88％、CaF₂占4.11％、微量元素占0.89％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種Ni60A-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Ni60A、ZrO₂和CaF₂，同時加入催化劑，經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Ni60A-ZrO₂納米涂層。

所述Ni60A-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Ni60A-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Ni60A-ZrO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60A占13％、ZrO₂占83％、CaF₂占3.11％、微量元素占0.89％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種Ni60A-ZrO₂納米涂層的制備方法，同實施例一。

所述Ni60A-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。