一種WC-Co-B-Ni納米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(shuō)是一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂技術(shù)是利用熱源將噴涂材料加熱至溶化或半溶化狀態(tài)，并以一定的速度噴 射沉積到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的基體表面形成涂層的方法。熱噴涂技術(shù)在普通材料的表面上，制造 一個(gè)特殊的工作表面，使其達(dá)到：防腐、耐磨、減摩、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導(dǎo)電、防微 波輻射等一系多種功能，使其達(dá)到節(jié)約材料，節(jié)約能源的目的，我們把特殊的工作表面叫涂 層，把制造涂層的工作方法叫熱噴涂。
[0003] 在過(guò)去的十多年里，熱噴涂技術(shù)發(fā)展迅速，噴涂設(shè)備不斷更新，噴涂方法也得到了 很大優(yōu)化，然而，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，阻礙了熱噴 涂技術(shù)的普及和提高。
[0004] 隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們研宄水平的提高，以及人們對(duì)納米技術(shù)認(rèn)識(shí)的深入，越來(lái) 越多的使用效果更好的熱噴涂用納米材料配方為人們所知。對(duì)能滿足不同領(lǐng)域使用要求， 能在苛刻條件下經(jīng)久耐用的納米涂層材料配方的研發(fā)成為了表面工程技術(shù)人員的努力方 向，也是表面工程技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了進(jìn)一步提高熱噴涂用納米材料的耐磨性和硬度，提出更多種適合人們使用的 納米涂層材料，本發(fā)明提供一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占84. 28%、 Co 占 5. 3%、B 占 5. 6%、Ni 占 4. 1%、微量元素占 0· 72%。
[0008] WC為黑色六方晶系結(jié)晶，呈灰色，為帶有金屬光澤的粉末，顯微硬度為17800MPa。 WC質(zhì)硬、彈性率也大，可有效提高納米涂層硬度和耐磨性。
[0009] 鈷基合金或含鈷合金鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)異，是常用作燃汽輪機(jī)的葉片、葉輪、導(dǎo) 管、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)彈的部件和化工設(shè)備中各種高負(fù)荷的耐熱部件以及原子能 工業(yè)的重要金屬材料。Co作為粘結(jié)劑能保證硬質(zhì)合金有一定的韌性。
[0010] 將Ni混入納米涂層中可以提高納米涂層機(jī)械強(qiáng)度。Ni與Fe的合金用來(lái)制造機(jī)器 承受較大壓力、承受沖擊和往復(fù)負(fù)荷部分的零件，如渦輪葉片、曲軸、連桿等。
[0011] 所述微量元素包括C、Cr、Si和Fe。
[0012] 一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (1)采用氣霧化法制得WC-Co-B-Ni的納米球；
[0014] (2)采用活性劑保護(hù)法混合C、Cr、Si和Fe制得納米粉末。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提高了涂層耐磨性和硬度，涂層韌性、結(jié)合度高，極 大的提升了涂層的堆積厚度，使用本發(fā)明可制成厚度達(dá)2毫米的涂層。本發(fā)明優(yōu)于傳統(tǒng)涂 層材料，與傳統(tǒng)合金材料相比有著較大的進(jìn)步。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017] 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】
[0018] 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(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡 述。
[0019] 一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占84. 28%， Co 占 5. 3%、B 占 5. 6%、Ni 占 4. 1%，C、Cr、Si 和 Fe 占 0· 72%。
[0020] 一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0021] (1)采用氣霧化法制得WC-Co-B-Ni的納米球；
[0022] (2)采用活性劑保護(hù)法混合C、Cr、Si和Fe制得納米粉末。
[0023] 參照?qǐng)D1，采用等離子噴涂技術(shù)在以20Cr鋼為基體的棍類工件上制得WC-Co-B-Ni 涂層，帶有所述涂層的基體與無(wú)所述涂層的基體的結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒 磨損性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1 :
[0024] 表1 WC-Co-B-Ni納米涂層與20Cr鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC 占 84. 28%、Co 占 5. 3%、B 占 5. 6%、Ni 占 4. 1%、微量元素占 0· 72% ; 所述微量元素包括C、Cr、Si和Fe。
2. -種WC-Co-B-Ni納米涂層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 采用氣霧化法制得WC-Co-B-Ni的納米球； (2) 采用活性劑保護(hù)法混合C、Cr、Si和Fe制得納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種WC-Co-B-Ni納米涂層材料及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為WC占84.28％、Co占5.3％、B占5.6％、Ni占4.1％、微量元素占0.72％，所述微量元素包括C、Cr、Si和Fe。本發(fā)明提高了涂層耐磨性和硬度，涂層韌性、結(jié)合度高，極大的提升了涂層的堆積厚度，使用本發(fā)明可制成厚度達(dá)2毫米的涂層，優(yōu)于傳統(tǒng)涂層材料，與傳統(tǒng)合金材料相比有著較大的進(jìn)步。
【IPC分類】B22F9-08, C22C29-08, B22F1-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104827047
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510233673
【發(fā)明人】程敬卿
【申請(qǐng)人】蕪湖鼎瀚再制造技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月9日