一種黑色金屬表面處理材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其表面處理材料成分按照如下質量百分比的元素制備而成：硅：0.3?0.8%，納米碳粉：1.5?6%，硼：0.5?1.5%，鎢：0.7?1.5%，銅：0.5?2%，釩：0.5?1.5%，鉻：3?8%，硫：0.001?0.01%，磷：0.001?0.01%，鈷：0.01?0.05%，錳：0.5?2%，鉬：0.8?1.8%，鑭系元素：0.05?0.25%，其余組分為鐵。通過先進的階梯涂層噴涂工藝，在金屬表面形成上述合成涂層材料，材料表面的硬度、耐磨度均有較大的提升，且本發(fā)明所用材料便于獲得，制備方法簡單，易于操作。
【專利說明】
_種黑色金屬表面處理材料及制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及金屬表面處理技術領域，具體涉及一種黑色金屬表面處理材料及制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著人類文明的進步以及對科學和環(huán)境的探索，出于對成本及質量的要求，一些設備的工作條件要求越來越苛刻，因而要求材料具有耐磨、抗氧化、耐腐蝕以及特定的電氣性能，簡單的金屬材料很難滿足實際的工作要求.眾多因素制約著材料的性能，例如鋼材的組織成分、金屬材料的硬度等.而優(yōu)化材料基體本身的性能又不能根本解決大幅度提高材料性能的問題，同時一些性能優(yōu)異的金屬價值較高且稀少，如全部采用必將造成成本高及浪費，為降低物料對設備部件沖刷造成的磨損，在設備部件表面涂敷一層耐磨材料起到保護設備部件基材的作用。
[0003]熱噴涂，是將熔融狀態(tài)的噴涂材料，通過高速氣流使其霧化噴射在零件表面上，形成噴涂層的一種金屬表面加工方法。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”，噴涂粉末在整個熱噴材料中占據十分重要的地位，熱噴涂合金粉末包括鎳基、鐵基和鈷基合金粉，應用于機械零部件的修理和防護，這種在高速氣流的作用下使之霧化成微細熔滴或高溫顆粒，以很高的飛行速度噴射到經過處理的工件表面，形成牢固的覆蓋層，從而使工件表面獲得不同硬度、耐磨、耐腐、耐熱、抗氧化、隔熱、絕緣、導電、密封、消毒、防微波輻射以及其他各種特殊物理化學性能，它可以在設備維修中修舊利廢，也可以在新產品制造中進行強化和預保護。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，所述耐磨涂層顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化性能，在金屬表面改性起著重要的作用，涂層稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好于目前金屬涂層耐磨性的，且成本低，制備方法簡單，便于實現，且本發(fā)明采用階梯噴涂的方法，多次噴涂，能夠較好的避免一些常見的氣泡、針孔、裂紋、起皺等質量問題。
[0005]—種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其表面處理材料成分按照如下質量百分比的元素制備而成:硅:0.3-0.8%，納米碳粉:I.5-6%，硼:0.5-1.5%，鎢:0.7-1.5%，銅:0.5-2%，釩:0.5-1.5%，鉻:3-8%，硫:0.001-0.01%，磷:0.001-0.01%，鈷:0.01-0.05%，錳:0.5-2%，鉬:0.8-1.8%，鑭系元素:0.05-0.25%，其中鑭(La)系元素為鑭、鋪、鐠、釹、钷、釤、銪、IL、鋪、鏑、鈥、鉺、鎊、鐿、镥中的一種或幾種組成，其余組分為鐵。
[0006]—種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其主要操作步驟如下:
(1)根據耐磨度和硬度的要求，按照比例稱量合理的各組分元素備用；
(2)將上述材料混合后進行在烘箱中以80-200攝氏度的條件下，干燥2-24小時，然后再利用超細球磨機將其磨成粉狀，粒度為100目-600目，然后通過烘箱中以50-100攝氏度的條件下，干燥5-10小時，得到純凈干燥的涂層粉末；
(3)對需進行表面涂層的金屬基材進行前處理，主要包括表面噴砂、除銹等處理，以100-200攝氏度的條件下，干燥1-5小時，處理干凈后備用；
(4)將純凈干燥的涂層粉末裝入噴涂設備的噴嘴中，在驅動裝置推動下，涂層材料通過噴嘴，在氧-乙炔焰的加熱下，成為熔融狀態(tài)，通過壓縮空氣使之霧化成微粒并噴射到工件上，形成熱噴涂保護層，由于上述步驟經過噴砂處理后，金屬基體表面呈現凹凸不平狀，散熱收縮后的涂層與金屬基材就緊密的結合在一起與基體成冶金結合的表面涂層，得到所述表面耐磨涂層。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:
(1)、合理的搭配各種元素比例，經過噴砂處理、高速階梯噴涂形成的化合物涂層材料堅固、穩(wěn)定；
(2)、僅表面薄層與涂層材料反應，表面溫度不足以影響基體整體穩(wěn)定，對基體尺寸及變形度影響較??；
(3)、采用階梯噴涂的方法，多次噴涂，能夠較好的避免一些常見的氣泡、針孔、裂紋、起皺等質量問題。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其表面處理材料成分按照如下質量百分比的元素制備而成:硅:0.3%，納米碳粉:1.5%，硼:0.5%，鎢:0.7%，銅:0.5%，釩:0.5%，鉻:3%，硫:0.001%，磷:0.001%，鈷:0.01%，錳:0.5%，鉬:0.8%，鑭系元素:0.05%，其中鑭(La)系元素為鑭、鈰、鐠、镥四種平均分配組成，其余組分為鐵。
[0009]—種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其主要操作步驟如下:
(1)根據耐磨度和硬度的要求，按照比例稱量合理的各組分元素備用；
(2)將上述材料混合后進行在烘箱中以80攝氏度的條件下，干燥2小時，然后再利用超細球磨機將其磨成粉狀，粒度為100目，然后通過烘箱中以50攝氏度的條件下，干燥5小時，得到純凈干燥的涂層粉末；
(3)對需進行表面涂層的金屬基材進行前處理，主要包括表面噴砂、除銹等處理，以100攝氏度的條件下，干燥I小時，處理干凈后備用；
(4)將純凈干燥的涂層粉末裝入噴涂設備的噴嘴中，在驅動裝置推動下，涂層材料通過噴嘴，在氧-乙炔焰的加熱下，成為熔融狀態(tài)，通過壓縮空氣使之霧化成微粒并噴射到工件上，形成熱噴涂保護層，由于上述步驟經過噴砂處理后，金屬基體表面呈現凹凸不平狀，散熱收縮后的涂層與金屬基材就緊密的結合在一起與基體成冶金結合的表面涂層，得到所述表面耐磨涂層。
[0010]實施例2
一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其表面處理材料成分按照如下質量百分比的元素制備而成:硅:0.8%，納米碳粉:6%，硼:1.5%，鎢:1.5%，銅:2%，釩:1.5%，鉻:8%，硫:
0.01%，磷:0.01%，鈷:0.05%，錳:2%，鉬:1.8%，鑭系元素:0.25%，其中鑭(La)系元素為鑭、鈰、鐠、鐿、镥五種平均分配組成，其余組分為鐵。[0011 ] 一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其主要操作步驟如下:
(1)根據耐磨度要求，按照比例稱量合理的各組分元素備用；
(2)將上述材料混合后進行在烘箱中以200攝氏度的條件下，干燥24小時，然后再利用超細球磨機將其磨成粉狀，粒度為500目，然后通過烘箱中以100攝氏度的條件下，干燥10小時，得到純凈干燥的涂層粉末；
(3)對需進行表面涂層的金屬基材進行前處理，主要包括表面噴砂、除銹等處理，以200攝氏度的條件下，干燥5小時，處理干凈后備用；
(4)將純凈干燥的涂層粉末裝入噴涂設備的噴嘴中，在驅動裝置推動下，涂層材料通過噴嘴，在氧-乙炔焰的加熱下，成為熔融狀態(tài)，通過壓縮空氣使之霧化成微粒并噴射到工件上，形成熱噴涂保護層，由于上述步驟經過噴砂處理后，金屬基體表面呈現凹凸不平狀，散熱收縮后的涂層與金屬基材就緊密的結合在一起與基體成冶金結合的表面涂層，得到所述表面耐磨涂層。
[0012]實施例3
一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其表面處理材料成分按照如下質量百分比的元素制備而成:硅:0.5%，納米碳粉:1.6%，硼:0.6%，鎢:0.8%，銅:1%，釩:1.8%，鉻:3.5%，硫:0.002%，磷:0.002%，鈷:0.02%，錳:0.8%，鉬:0.9%，鑭系元素:0.15%，其中鑭(La)系元素為鑭、鈰、镥三種元素平均分配組成，其余組分為鐵。
[0013]一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其主要操作步驟如下:
(1)根據耐磨度要求，按照比例稱量合理的各組分涂層基本元素備用；
(2)將上述材料混合后進行在烘箱中以120攝氏度的條件下，干燥12小時，然后再利用超細球磨機將其磨成粉狀，粒度為300目，然后通過烘箱中以80攝氏度的條件下，干燥8小時，得到純凈干燥的涂層粉末；
(3)對需進行表面涂層的金屬基材進行前處理，主要包括表面噴砂、除銹等處理，以150攝氏度的條件下，干燥3小時，處理干凈后備用；
(4)將純凈干燥的涂層粉末裝入噴涂設備的噴嘴中，在驅動裝置推動下，涂層材料通過噴嘴，在氧-乙炔焰的加熱下，成為熔融狀態(tài)，通過壓縮空氣使之霧化成微粒并噴射到工件上，形成熱噴涂保護層，由于上述步驟經過噴砂處理后，金屬基體表面呈現凹凸不平狀，散熱收縮后的涂層與金屬基材就緊密的結合在一起與基體成冶金結合的表面涂層，得到所述表面耐磨涂層。
【主權項】
1.一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其特征在于，其表面處理材料成分按照如下質量百分比的元素制備而成:硅:0.3-0.8%，納米碳粉:1.5-6%，硼:0.5-1.5%，鎢:0.7-1.5%，銅:0.5-2%，釩:0.5-1.5%，鉻:3_8%，硫:0.001-0.01%，磷:0.001-0.01%，鈷:0.01-0.05%，錳:0.5-2%，鉬:0.8-1.8%，鑭系元素:0.05-0.25%，其中鑭(La)系元素為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥中的一種或幾種組成，其余組分為鐵。2.根據權利要求1所述，一種黑色金屬表面處理材料及制備方法，其特征在于，主要操作步驟如下: (1)根據耐磨度和硬度的要求，按照比例稱量合理的各組分元素備用； (2)將上述材料混合后進行在烘箱中以80-200攝氏度的條件下，干燥2-24小時，然后再利用超細球磨機將其磨成粉狀，粒度為100目-600目，然后通過烘箱中以50-100攝氏度的條件下，干燥5-10小時，得到純凈干燥的涂層粉末； (3)對需進行表面涂層的金屬基材進行前處理，主要包括表面噴砂、除銹等處理，以100-200攝氏度的條件下，干燥1-5小時，處理干凈后備用； (4)將純凈干燥的涂層粉末裝入噴涂設備的噴嘴中，在驅動裝置推動下，涂層材料通過噴嘴，在氧-乙炔焰的加熱下，成為熔融狀態(tài)，通過壓縮空氣使之霧化成微粒并噴射到工件上，形成熱噴涂保護層，由于上述步驟經過噴砂處理后，金屬基體表面呈現凹凸不平狀，散熱收縮后的涂層與金屬基材就緊密的結合在一起與基體成冶金結合的表面涂層，得到所述表面耐磨涂層。
【文檔編號】C23C4/06GK106011718SQ201610381380
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】程敘毅
【申請人】蕪湖三刀材料科技有限公司