[發明專利]一種Ni-TiO2納米涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201410606199.2
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104372337A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 程敬卿;薛衛昌
• 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: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/03;C22C32/00
• 代理公司: 暫無信息
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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Ni-TiO₂納米涂層及其制備方法。

背景技術

中國特色的再制造工程是在維修工程、表面工程基礎上發展起來的，主要基于復合表面工程技術、納米表面工程技術和自動化表面工程技術，這些先進的表面工程技術是國外再制造時所不曾采用的。先進表面工程技術在再制造中的應用，可將舊工件的利用率提高到90％，使零件的尺寸精度和質量標準不低于原型新品水平，而且在耐磨、耐蝕、抗疲勞等性能方面達到原型新品水平，并最終確保再制造裝備零部件的性能質量達到甚至超過原型新品。再制造的重要特征是再制造后的產品質量和性能不低于新品，成本只是新品的50％，節能60％，節材70％，對環境的不良影響顯著降低，成為建設資源節約型和環境友好型社會的重要途徑。

在材料的表面處理技術領域，激光熔覆技術是高能量密度表面處理技術的一種,具有許多其它表面處理方法無法比擬的優點。激光熔覆技術是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇的涂層材料，經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電器特性等的工藝方法。激光熔覆技術經濟效益很高，它可以在廉價金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質，降低成本，比等離子噴涂或火焰噴涂更加節約貴重稀有金屬材料。

針對現有涂層普遍存在耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問題，人們需要一種能應用在激光熔覆技術領域中，改善材料表面涂層的微觀組織、結構，提高涂層硬度的新型材料。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種Ni-TiO₂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Ni-TiO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60A占71.14％-82.14％、TiO₂占15％-26％、CaF₂占2％、微量元素占0.86％，所述微量元素包括Go、Mo、W、Ni。

一種Ni-TiO₂納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得Ni60A和TiO₂的納米球，再采用活性劑保護法混合Go、Mo、W、Ni材料制得納米粉末，之后添加2％的助劑CaF₂，之后采用激光熔覆噴涂工藝在4Cr13模具鋼基體上制備了Ni-TiO₂涂層，所述助劑CaF₂能提高材料的韌性100％，鎳基白熔性合金粉末具有優良的耐腐蝕、抗氧化、耐磨損等綜合性能。

本發明的有益效果是：本發明優于傳統涂層材料，硬度高、耐磨性好，適用于激光熔覆技術，與傳統合金材料相比有著很大的進步；材料中加入鉬，能改善鋼的耐腐蝕性，提高材料的強度和耐磨性能；含TiO₂的鎳基超合金具有熔點高、密度低和熱脹系數小等特性，解決了現有涂層耐磨性較差、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，用于制造航空和航天的各種高溫部件，是現代機械制造和磨損件修復再用的重要材料。

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Ni-TiO₂納米涂層，其組分及各組分的質量百分數為Ni60A占71.14％、TiO₂占26％、CaF₂占2％、微量元素占0.86％，所述微量元素包括Go、Mo、W、Ni。

一種Ni-TiO₂納米涂層的制備方法，包括以下步驟：先采用干式粉碎法制得Ni60A和TiO₂的納米球，再采用活性劑保護法混合Go、Mo、W、Ni材料制得納米粉末，之后添加2％的助劑CaF₂，之后采用激光熔覆噴涂工藝在4Cr13模具鋼基體上制備了Ni-TiO₂涂層。

所述Ni-TiO₂納米涂層的工件與20Cr圓鋼基體的性能對比實驗結果見表1。

所述Ni-TiO₂納米涂層的工件的摩擦磨損性能實驗結果與20Cr圓鋼基體的摩擦磨損性能實驗結果對比見表2。

實施例二：