[發明專利]一種涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202011480467.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112609143B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 曾德長;劉孝青;邱兆國;鄭志剛;王剛
• 申請（專利權）人: 廣東正德材料表面科技有限公司
• 主分類號: C23C4/067
• 分類號: C23C4/067;C23C4/129;C22C29/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 陳航

本發明公開了一種涂層，所述涂層由噴涂粉末噴涂而成，所述噴涂粉末由CNTs粉末和TiB₂?Fe基復合粉末組成。該涂層同時具有優異的硬度、斷裂韌性和耐磨性能，能對鐵基材料起到很好的防護作用。

技術領域

本發明屬于金屬陶瓷復合涂層技術領域，特別涉及一種涂層及其制備方法。

背景技術

據研究報道，80％以上機械零部件的失效通常由表面磨損和腐蝕引起，每年給國家帶來的損失可達國民生產總值的10％以上。因此，通過各類表面工程技術使普通結構件表面涂覆上一層耐磨耐腐蝕涂層，不僅可以提高其服役的安全性和可靠性、延長其服役壽命、帶來可觀的經濟效益，還能對因磨損腐蝕或加工超差引起尺寸減小的情況恢復尺寸而再生。熱噴涂作為一類重要的表面防護技術，其制備的各類功能涂層已廣泛應用于航空航天、冶金、機械、造紙、石油化工等領域。中碳鋼成本較低，綜合性能良好，是工業制造上用量極多的一類鐵基材料，比如45鋼就廣泛應用于摩托車、汽車，特別是在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類零件上。因此，針對鐵基，如中碳鋼的磨損現狀，有必要在其表面涂覆涂層來對其進行保護，但現有鐵基涂層很難同時兼顧優異的硬度、斷裂韌性和耐磨性能。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種涂層及其制備方法，該涂層同時具有優異的硬度、斷裂韌性和耐磨性能，能對鐵基材料起到很好的防護作用。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種噴涂粉末，所述噴涂粉末由CNTs粉末和TiB₂-Fe基復合粉末組成。

優選的，所述噴涂粉末按質量百分比計，包括95～99.5wt％的TiB₂-Fe基復合粉末和0.5～5wt％的CNTs粉末。

優選的，所述TiB₂-Fe基復合粉末按質量百分比計，包括21～39wt％的Fe、26.1～44.6wt％Ti、12.2～22.7wt％的B、6.3～11.7wt％的Cr、3.2～5.9wt％的Ni、1.4～2.6wt％的Si、0.7～1.3wt％的Mo、0.7～1.3wt％的C及0.53～0.98wt％的Mn。

優選的，所述TiB₂-Fe基復合粉末的粒徑為1～10μm，所述CNTs粉末的純度≥95％，管徑為5～20nm，長度為10～30μm。

一種如上所述噴涂粉末的制備方法，包括以下步驟：

(1)將TiB₂-Fe基復合粉末與CNTs粉末的復合粉加入球磨機中球磨混合，然后將混合料粉送入噴霧干燥機中噴霧造粒成復合球形粉；

(2)將復合球形粉進行等離子球化處理成可噴涂的噴涂粉末。

優選的，步驟(1)中的球磨條件為：轉速250～350r/min；每球磨25～35min,停機15～20min；磨球直徑為10mm、8mm、5mm,按照質量比1：1：(1.5～2)比例進行搭配混合；球磨介質為3～10％的無水乙醇。

進一步優選的球磨介質為5％的無水乙醇。

優選的，步驟(1)中的噴霧造粒條件為：進塔溫度為170～200℃；出塔溫度為50～70℃；轉速(頻率)為180～230Hz。

優選的，步驟(2)中的等離子球化處理條件為：粉體的流速為10～20g/min；送粉器轉速為10～15rpm；等離子功率為25～35Kw；送粉間隙為0.3～0.6mm，工作氣氛為稀有氣體。

一種涂層，所述涂層由上述的噴涂粉末噴涂而成。

一種如上所述涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)對鐵基表面進行除油、粗化及預熱處理；