一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超音速火焰噴涂是熱噴涂中的一種高強度，包括超音速氧氣火焰噴涂（HVOF = High Velocity Oxy-Fuel)和超音速空氣火焰噴涂（HVAF:High Velocity Air2Fuel)兩種。該技 術(shù)及設(shè)備在上世紀(jì)80年代初期首先由美國SKS公司的Browning. J. A公司研制成功，至今 已經(jīng)歷了 3個發(fā)展階段。第一代的HVOF噴涂系統(tǒng)以"JET2K0TE"為代表，第二代超音速火焰 噴涂系統(tǒng)以Top-Gun，Diamond-Jet和⑶S為代表，第三代超音速火焰噴涂系統(tǒng)以JP25000 噴涂系統(tǒng)為代表。第一、二代設(shè)備的功率偏小，粒子速度偏低，涂層的整體性能不夠理想。 第三代在設(shè)計上有了較大改進，使粒子飛行速度大幅度提高，涂層質(zhì)量顯著改善。
[0003] 設(shè)備的改進提高了噴涂技術(shù)在各個領(lǐng)域尤其是極端環(huán)境下的應(yīng)用前景，然而傳統(tǒng) 的噴涂技術(shù)使用的材料結(jié)合強度差、氣孔率高、耐磨性差的問題卻難以滿足人們的使用要 求，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展需求。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)良的材料以滿足人們的迫切需求是熱 噴涂技術(shù)發(fā)展的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決傳統(tǒng)涂層耐磨性較差，硬度較低等問題，本發(fā)明提供一種高強度 Fe-SiC-Mo涂層材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] -種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占25-33份、 SiC占46-61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0. 28-0. 52份。
[0007] 1102能提高涂層材料的結(jié)合強度。
[0008] SiC的硬度很大，莫氏硬度為9. 5級，僅次于世界上最硬的金剛石（10級），具有 優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，是一種高強度半導(dǎo)體，高溫時能抗氧化。
[0009] Mo的純金屬是銀白色，非常堅硬。把少量Mo混合Fe加到納米涂層之中，可使納米 涂層變硬。
[0010] 所述微量元素為C、Μη、B、Cr、Sn。
[0011] Cr是銀白色金屬，質(zhì)極硬，耐腐蝕，氧化緩慢，可以提高工件的硬度和耐腐性。
[0012] Sn在空氣中表面生成二氧化錫保護膜而穩(wěn)定，能提高納米涂層化學(xué)穩(wěn)定性。
[0013] 一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)采用氣霧化法制得Fe-SiC-Mo的納米球；
[0015] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Μη、B、Cr、Sn制得納米 粉末。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制成的Fe-SiC-Mo納米涂層的硬度可達HRC44,具有 一定的硬度和抗磨損性能，結(jié)合強度、抓附力較高，涂層密度可達6. 73g/cm3，噴涂厚度可達 3毫米。本發(fā)明所采用的各類材料來源廣泛，價格低廉，硬度高，耐磨性好，可用在常溫下工 作的機械零部件上，作滑動表面的硬面涂層及磨損部位的尺寸修復(fù)。本發(fā)明優(yōu)于傳統(tǒng)涂層 材料，硬度高、耐磨性好與傳統(tǒng)合金材料相比有著較大的進步。在相同的條件下普通材料的 磨損量是Fe-SiC-Mo涂層的3倍左右，這表明HVOF制備的Fe-SiC-Mo涂層具有優(yōu)異的抗磨 粒磨損性能，具有耐磨、耐蝕、抗高溫氧化等性能，是現(xiàn)代機械制造和磨損件修復(fù)再用的重 要材料。
【具體實施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明實現(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)明進一步闡 述。
[0018] 實施例一：
[0019] 一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占25份、SiC 占46份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.28份。
[0020] 所述微量元素為C、Mn、B、Cr、Sn。
[0021] 一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0022] (1)米用氣霧化法制得Fe-SiC-Mo的納米球；
[0023] (2)將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mn、B、Cr、Sn制得納米 粉末。
[0024] 實施例二
[0025] -種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占27份、SiC 占50份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.35份。
[0026] 所述微量元素為C、Mn、B、Cr、Sn。
[0027] -種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0028] 實施例三
[0029] -種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占30份、SiC 占55份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占42份。
[0030] 所述微量元素為C、Mn、B、Cr、Sn。
[0031] 一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0032] 實施例四
[0033] -種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占33份、SiC 占61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.52份。
[0034] 所述微量元素為C、Μη、B、Cr、Sn。
[0035] -種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料的制備方法，同實施例一。
[0036] 采用超音速噴涂技術(shù)在以20C〇鋼為基體的棍類工件上制得Fe-SiC-Mo納米涂層， 帶有所述涂層的基體與無所述涂層的基體的結(jié)合強度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨損 性能對比實驗結(jié)果見表1 :
[0037] 表1 Fe-SiC-Mo納米涂層與20C〇鋼基體的性能對比實驗結(jié)果：
[0038]
【主權(quán)項】
1. 一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占 25-33份、SiC占46-61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0. 28-0. 52份； 所述微量元素為C、Mn、B、Cr、Sn。
2. -種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 先米用氣霧化法制得Fe-SiC-Mo的納米球； (2) 將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mn、B、Cr、Sn制得納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強度Fe-SiC-Mo涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分數(shù)為Fe占25-33份、SiC占46-61份、Mo占14份、TiO2占1份、微量元素占0.28-0.52份，所述微量元素為C、Mn、B、Cr、Sn，其制備方法為：采用氣霧化法制得Fe-SiC-Mo的納米球；然后將制得的納米球采用活性劑保護法混合C、Mn、B、Cr、Sn制得納米粉末。本發(fā)明所采用的各類材料來源廣泛，價格低廉，硬度高，耐磨性好。本發(fā)明可用在常溫下工作的機械零部件上，作滑動表面的硬面涂層及磨損部位的尺寸修復(fù)，適合一些材料表面需要硬化，價格低廉，節(jié)省成本，又達到硬化材料目的的使用條件。
【IPC分類】C22C29-06, B22F1-00
【公開號】CN104827023
【申請?zhí)枴緾N201510233158
【發(fā)明人】程敬卿
【申請人】安徽鼎恒再制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月9日