[發明專利]一種高硬度Ni45-WC納米涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201410603559.3
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104357780A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 程敬卿
• 申請（專利權）人: 安徽鼎恒再制造產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/10;C23C4/12;C22C19/03;C22C30/00
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技術領域

本發明涉及熱噴涂技術領域，具體說是一種高硬度Ni45-WC納米涂層及其制備方法。

背景技術

近年來，熱噴涂技術在國民經濟建設中所發揮的重大作用，越來越引起人們重。它作為表面技術一個重要組成部分，在我國國家“六五”至“九五”連續四個五年計劃重點推廣應用中取得了顯著成績，獲得了重大經濟效益。

目前，無論在設備、材料、工藝、科研等方面都在迅速發展與提高。從2006年10月在寧波舉行的“第十五屆全國熱噴涂技術經驗交流會”上國內外專家的專題報告以及宣讀的論文中可以看出，我國熱噴涂技術近期發展的概況及特點是：設備方面(噴槍)向高能、高速度方向發展；材料方面向系列化、標準化、商品化方向發展，以保證多功能高質量涂層的需要；工藝方面向機械化、自動化方向發展。目前實際應用中已實現工業化生產的噴涂材料有金屬、合金和陶瓷等，主要以粉末、絲材、棒材狀態使用，其中噴涂粉末占噴涂材料總用量的70％以上。

熱噴涂工藝大同小異，噴涂材料的不同決定了涂層性能的差別，為了適應熱噴涂技術在各個系列產品中的推廣應用，人們需要適用于不同系列產品中、具有特殊性能的噴涂材料。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種高硬度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：

一種高硬度Ni45-WC納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni45占56％-68％、WC占26％-41％、剛玉占1％-5％、微量元素占0.89％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe；由于材料韌性比較高、硬度稍差,而添加了助劑剛玉(Al₂O₃)可提高硬度、韌性近40％，使材料的韌性、硬度都有較大的增強。

一種高硬度Ni45-WC納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用溫式粉碎法制得Ni45和WC的納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe制得納米粉末，同時添加助劑剛玉，之后采用超音速火焰噴涂工藝在12CrNi3A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％，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-WC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有所加強，韌性、結合強度有極大提高，涂層可加厚度也有很大提高，很適合一些工作面比較苛刻，受到重力沖擊的工件，結合面不會受到影響。

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：

一種高硬度Ni45-WC納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni45占58％、WC占37％、剛玉占4.11％、微量元素占0.89％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種高硬度Ni45-WC納米涂層的制備方法包括以下步驟：先采用溫式粉碎法制得Ni45和WC的納米球，再采用活性劑保護法混合C、Cr、Si、B、Fe制得納米粉末，同時添加助劑剛玉，之后采用超音速火焰噴涂工藝在12CrNi3A熱作模具鋼基體上制備Ni45-WC納米涂層。

所述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。

所述Ni45-WC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：

一種高硬度Ni45-WC納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni45占62％、WC占32％、剛玉占5.11％、微量元素占0.89％；所述微量元素包括C、Cr、Si、B和Fe。

一種高硬度Ni45-WC納米涂層的制備方法同實施例一。

所述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。

所述Ni45-WC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：