[發(fā)明專(zhuān)利]一種鎳包石墨增強(qiáng)耐磨減摩耐腐蝕陶瓷涂層材料、涂層及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110756418.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113564574B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雅玄;吳王平;王永光;卞達(dá);張屹;趙永武
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/08
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/08;B22F9/04;C23C22/00;C22C29/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 王姍

一種鎳包石墨增強(qiáng)耐磨減摩耐腐蝕陶瓷涂層材料、涂層及其制備方法與應(yīng)用，屬于金屬涂層技術(shù)領(lǐng)域。鎳包石墨增強(qiáng)耐磨減摩耐腐蝕陶瓷涂層材料包括以下組分：鎳包石墨2％～4％、微米氧化鋁45％～60％、微米氧化鋯2％～8％、鉬酸鈉4％～6％、固化劑1％～3％、粘結(jié)劑40％～45％。本發(fā)明還提供了所述陶瓷涂層材料制備而成的粘結(jié)陶瓷涂層及其制備方法。本發(fā)明制備的鎳包石墨增強(qiáng)耐磨減摩耐腐蝕陶瓷涂層，采用溶膠凝膠法制備，制備工藝簡(jiǎn)單，并且具有良好的耐磨減摩耐腐蝕性能，可以應(yīng)用于各種苛刻的腐蝕環(huán)境以及各種承受沖擊和磨損零件表面，具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及金屬涂層技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳包石墨增強(qiáng)耐磨減摩耐腐蝕陶瓷涂層材料、涂層及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

金屬磨損腐蝕是最引人注意的問(wèn)題之一，磨損腐蝕給合金材料造成的直接損失巨大。而且隨著工業(yè)化的進(jìn)程，磨損腐蝕問(wèn)題日趨嚴(yán)重。

陶瓷涂層可以減小摩擦系數(shù)，降低磨損率，從而起到保護(hù)金屬零部件的目的。許多制備陶瓷涂層有效的方法，如電泳沉積法、等離子噴涂法和溶膠凝膠法等，因此被開(kāi)發(fā)從而提高金屬材料的摩擦腐蝕性能。在這些方法中，溶膠凝膠法由于經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)單、殘余應(yīng)力小以及固化溫度較低進(jìn)而可降低金屬基體被氧化的可能性等優(yōu)點(diǎn)，吸引了大量關(guān)注。但由于陶瓷涂層與基體的熱膨脹系數(shù)不同、涂層微觀(guān)結(jié)構(gòu)致密性差等原因，使用該方法得到的陶瓷涂層與基體的結(jié)合特性以及摩擦腐蝕性能仍有待提高。

鎳包石墨粉，以石墨顆粒為核心、其外包金屬鎳的復(fù)合粉。該粉末具有良好的潤(rùn)滑及抗腐蝕性，易廣泛用于制造高溫自潤(rùn)滑軸承材料、低摩擦材料和多孔鎳帶等，已成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)之一。

公開(kāi)號(hào)為CN111910144A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種鑄鐵工件表面鎳包石墨封嚴(yán)涂層及其制備方法，其使用熱噴涂技術(shù)制備了含有鎳包石墨的自潤(rùn)滑涂層，提高了涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。公開(kāi)號(hào)為CN112144056A 的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種應(yīng)用于奧氏體不銹鋼的鎳基復(fù)合涂層及其制備方法，首先將原材料均勻涂覆在奧氏體不銹鋼基體表面，原料粉末為混合熔覆材料，由鎳基粉末(Ni60A)、純鈦粉末(Ti)、鎳包石墨粉末(C@Ni)、鎳包二硫化鉬粉末(MoS2@Ni)組成，然后采用預(yù)置粉末法在粉末表面進(jìn)行激光熔覆，激光熔覆的過(guò)程中，粉末進(jìn)行原位反應(yīng)，原位反應(yīng)形成的增強(qiáng)體與基質(zhì)相熱力學(xué)穩(wěn)定，在0Cr18Ni9原位反應(yīng)形成的陶瓷硬質(zhì)相與基質(zhì)相界面純凈，界面結(jié)合強(qiáng)度高，有效解決外加顆粒法制備復(fù)合涂層工藝中存在的增強(qiáng)體尺寸和界面反應(yīng)不可控等問(wèn)題以及現(xiàn)有技術(shù)中0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼耐磨性差和硬度低的問(wèn)題。可以看出，鎳包石墨的添加可以改善涂層的性能。然而金屬在實(shí)際工況下工作環(huán)境復(fù)雜，摩擦和腐蝕的協(xié)同作用不可避免，二者經(jīng)常同時(shí)發(fā)生、相互影響并相互作用，腐蝕會(huì)加速涂層的磨損損耗，磨損則加快涂層的腐蝕速度，但是目前仍然缺乏關(guān)于鎳包石墨對(duì)粘結(jié)陶瓷涂層摩擦腐蝕綜合作用及其影響機(jī)理的研究。

發(fā)明內(nèi)容：

解決的技術(shù)問(wèn)題：為了克服現(xiàn)有陶瓷涂層耐磨減摩耐腐蝕性能的不足，本發(fā)明提供一種鎳包石墨增強(qiáng)耐磨減摩耐腐蝕陶瓷涂層材料、涂層及其制備方法與應(yīng)用，該方法利用鎳包石墨減少涂層與摩擦副間的摩擦磨損和延緩腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散速度，從而進(jìn)一步提高金屬材料的服役周期。

技術(shù)方案：一種鎳包石墨增強(qiáng)耐磨減摩耐腐蝕陶瓷涂層材料，其原料按質(zhì)量份數(shù)配比包括：鎳包石墨2～4份、微米氧化鋁45～60份、微米氧化鋯2～8份、鉬酸鈉4～6份、固化劑1～3份、粘結(jié)劑40～45份。

作為優(yōu)選，所述鎳包石墨為DS237E、DS238E和DS239E三個(gè)系列鎳包石墨粉中的一種，所對(duì)應(yīng)成分分別是95Ni/5C、75Ni/25C和60Ni/40C。

作為優(yōu)選，所述鎳包石墨的粒度為10μm~15μm，所述微米氧化鋁的粒度為3μm~4μm，所述微米氧化鋯的粒度為1μm~2μm。