[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度Co3O4-SiC涂層材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510233656.2
• 申請日: 2015-05-09
• 公開（公告）號: CN104846309A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程敬卿
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽鼎恒再制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C22C29/12;B22F9/08;B82Y40/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種高強(qiáng)度Co₃O₄-SiC涂層材料及其 制備方法。

背景技術(shù)

熱噴涂是指一系列過程，在這些過程中，細(xì)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(tài)，沉積到一種經(jīng)過制備的基體表面，形成某 種噴涂沉積層。它是利用某種熱源(如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等)將粉 末狀或絲狀的金屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助焰流本身 或壓縮空氣以一定速度噴射到預(yù)處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能 的表面涂層的一種技術(shù)。熱噴涂一般采用燃料氣或電弧等作為能量來源。

隨著對工程機(jī)械設(shè)備性能要求的不斷提高，熱噴涂技術(shù)的完善和發(fā)展，熱 噴涂技術(shù)的應(yīng)用主要受限于熱噴涂材料和工藝設(shè)備的發(fā)展。傳統(tǒng)的噴涂技術(shù)使 用的材料結(jié)合強(qiáng)度差、氣孔率高、耐磨性差，越來越難以滿足人們對設(shè)備耐磨 性的要求。因此，人們需要新型的熱噴涂材料彌補(bǔ)這些常見的，影響熱噴涂技 術(shù)發(fā)展和普及的缺陷，采用新工藝、新方法、新配方制得具有高硬度、高耐磨 性、高耐腐蝕性，微觀組織結(jié)構(gòu)均勻，綜合力學(xué)性能優(yōu)良的材料成為人們迫切 的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)涂層耐磨性較差，硬度較低等問題，本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度 Co₃O₄-SiC涂層材料及其制備方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種高強(qiáng)度Co₃O₄-SiC涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co₃O₄占50-66 份、SiC占28-44份、TiO₂占1份、微量元素占0.11-0.69份。所述TiO₂作為添加劑 加入，能提高材料的結(jié)合強(qiáng)度。

所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。所述Gr為石墨烯，是一種二維碳材料， 是單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯的統(tǒng)稱，石墨烯是已知的世上最薄、 最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/m·K，高于碳納米管和金剛石。鈦的密度小，機(jī)械強(qiáng)度大，容易加工，并且 有良好的抗腐蝕性能，能有效提高涂層的抗化學(xué)腐蝕性，提高涂層的機(jī)械強(qiáng)度。

一種高強(qiáng)度Co₃O₄-SiC涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用氣霧化法制得Co₃O₄-SiC的納米球；

(2)將步驟(1)中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合Gr、W、Ti、Cu、 Zn制得納米粉末。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的形貌為球狀顆粒，分布均勻、顆粒完整， 具有較好的組織結(jié)構(gòu)和較好的宏觀性能。本發(fā)明制成的Co₃O₄-SiC涂層的硬度可 達(dá)HRC53，具有一定的硬度和抗磨損性能，結(jié)合強(qiáng)度、抓附力較高，具有較高的 硬度和抗磨損性能，可適用于耐高溫的工件表面，并具有一定的鐵磁性和絕緣 性能，可用在一些特殊的合金材料上。本發(fā)明密度可達(dá)9.473g/cm³,噴涂厚度可 達(dá)3毫米，致密度良好為0.66，綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，硬度高、耐磨性好 與傳統(tǒng)合金材料相比有著很大的進(jìn)步。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明在掃描電子顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)及晶體形貌。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對本發(fā)明進(jìn) 一步闡述。

實(shí)施例一：

一種高強(qiáng)度Co₃O₄-SiC涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Co₃O₄占50份、 SiC占28份、TiO₂占1份、微量元素占0.11份。

所述微量元素為Gr、W、Ti、Cu、Zn。

一種高強(qiáng)度Co₃O₄-SiC涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)采用氣霧化法制得Co₃O₄-SiC的納米球；