Ni-Cr-B-Mo納米材料及其制備方法
【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Ni-Cr-B-Mo納米材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂是一種表面強(qiáng)化技術(shù)，具體指一系列過(guò)程，在這些過(guò)程中，細(xì)微而分散的金 屬或非金屬的納米材料，以一種熔化或半熔化狀態(tài)，沉積到一種經(jīng)過(guò)制備的基體表面，形成 某種噴涂沉積層。
[0003] 熱噴涂技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、表面工程和多種復(fù)合材料的結(jié)合在材料設(shè)計(jì)中具有 明顯的優(yōu)勢(shì)；2、可方便地調(diào)整材料的化學(xué)成分；3、能夠動(dòng)態(tài)形成具有特殊結(jié)構(gòu)性能的復(fù)合 材料；4、多種材料和多種技術(shù)的復(fù)合可獲得優(yōu)異的性能。
[0004] 熱噴涂技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用主要依靠熱噴涂材料和熱噴涂工藝設(shè)備的發(fā)展。目前，在 熱噴涂材料方面，普遍存在著材料結(jié)合強(qiáng)度差、氣孔率高、耐磨性差等問(wèn)題，不能滿(mǎn)足人們 對(duì)工程機(jī)械設(shè)備性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決傳統(tǒng)涂層硬度較低等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種Ni-Cr-B-Mo納米材料及其 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] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Ni占61-69份、Cr占18-31 份、B占8份、Mo占5份、C占0· 15份、Si占0· 5份、Mn占0· 5份、W占0· 85份。
[0008] 將Ni混入納米涂層中可以提高涂層機(jī)械強(qiáng)度。Ni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。
[0009] 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。
[0010] B和Si在2000°C以上反應(yīng)生成硼化硅；在1000~1400°C與C作用，高溫下B還 與許多金屬和金屬氧化物反應(yīng)，形成金屬硼化物。這些化合物通常是高硬度、耐熔、高電導(dǎo) 率和化學(xué)惰性的物質(zhì)，常具有特殊的性質(zhì)。
[0011] Mo的純金屬是銀白色，非常堅(jiān)硬。把少量Mo加到納米涂層之中，可提高納米涂層 硬度。
[0012] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (1)采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo的納米球；
[0014] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合0. 15份C、0. 5份Si、0. 5 份Mn、0. 85份W制得納米粉末。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：經(jīng)過(guò)不同配比實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明制成的涂層硬度可達(dá)到HRC54， 具有高的硬度和抗磨損性能。涂層韌性、結(jié)合度高，與傳統(tǒng)合金材料相比有著較大的進(jìn)步， 解決了傳統(tǒng)材料耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問(wèn)題，改善了材料表面涂層的微觀組織、結(jié) 構(gòu)，使涂層硬度提高了 50 %左右，韌性提高65 %左右，彈性模量提高了 6. 5 % -13. 5 %，從而 整體提高了材料表面的耐磨性能、韌性，同時(shí)也對(duì)提高改善性的綜合力學(xué)性能有顯著的作 用。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 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。
[0017] 實(shí)施例一
[0018] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Ni占61份、Cr占18份、B 占8份、Mo占5份、Cr占1份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0019] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，包括以下步驟：
[0020] (1)采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo的納米球；
[0021] (2)將步驟（1)中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合0. 15份C、0. 5份Si、0. 5 份Mn、0. 85份W制得納米粉末。
[0022] 實(shí)施例二
[0023] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Ni占66份、Cr占28份、B 占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0024] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0025] 實(shí)施例三
[0026] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Ni占69份、Cr占23份、B 占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0027] -種Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0028] 實(shí)施例四
[0029] Ni-Cr-B-Mo納米材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Ni占62份、Cr占18份、B 占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。
[0030] Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0031] 采用等離子噴涂技術(shù)在以20C〇鋼為基體的棍類(lèi)工件上制得Ni-Cr-B-Mo納米涂 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 :
[0032] 表1 Ni-Cr-B-Mo納米涂層與20C〇鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0033]

[0034] 采用等離子噴涂技術(shù)在以20C〇鋼為基體的棍類(lèi)工件上制得Ni-Cr-B-Mo涂層，帶 有所述涂層的基體與無(wú)所述涂層的基體的磨損量對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2 :
[0035] 表2 Ni-Cr-B-Mo納米涂層與20C〇鋼基體的磨損量對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0036]
[0037] 由表1和表2可見(jiàn)，Ni-Cr-B-Mo納米材料制成的涂層綜合性能優(yōu)異，耐磨性好。
[0038] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效 物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. Ni-Cr-B-Mo納米材料，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Ni占61-69份、 Cr占18-31份、B占8份、Mo占5份、C占0. 15份、Si占0. 5份、Mn占0. 5份、W占0. 85份。 2. Ni-Cr-B-Mo納米材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 先采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo的納米球； (2) 將步驟⑴中制得的納米球采用活性劑保護(hù)法混合0. 15份C、0. 5份Si、0. 5份Mn、 0.85份W制得納米粉末。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及Ni-Cr-B-Mo納米材料及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Ni占61-69份、Cr占18-31份、B占8份、Mo占5份、C占0.15份、Si占0.5份、Mn占0.5份、W占0.85份。其制備方法包括以下步驟：(1)先采用氣霧化法制得Ni-Cr-B-Mo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C、Si、Mn、W制得納米粉末。本發(fā)明的有益效果是：經(jīng)過(guò)不同配比實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明制成的涂層硬度可達(dá)到HRC54，具有高的硬度和抗磨損性能。涂層韌性、結(jié)合度高，與傳統(tǒng)合金材料相比有著較大的進(jìn)步，解決了傳統(tǒng)材料耐磨性較差、耐腐蝕性較低的問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】B82Y40/00, C22C19/05, B22F1/00, B82Y30/00, C23C4/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104928534
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510353814
【發(fā)明人】程敬卿
【申請(qǐng)人】安徽再制造工程設(shè)計(jì)中心有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日