[发明专利]一种CBN-WC-10Co纳米涂层

说明书

技术领域

本发明涉及热喷涂材料技术领域，具体说是一种CBN-WC-10Co纳米涂层。

背景技术

超音速火焰喷涂(HVOF)发展非常迅速。从1982年美国的James.A.Browning开发出第一代超音速火焰喷涂装置Jet Kote I以来,仅10余年,HVOF工艺及装置取得了长足的进展,其优异的涂层质量及与自动控制系统的结合使用,使该工艺从问世之初的仅用于飞行发动机零部件耐磨层喷涂,发展到航空、冶金、纺机、汽车、铁路等领域的大量应用,代表了现代热喷涂技术发展的方向。HVOF技术在带来显著社会效益的同时也具有显著的经济效益。据市场估计,目前全球每年超音速火焰喷涂服务费已达2.1亿美元,预计到2015年,HVOF工艺将在热喷涂业拥有25％的市场,占据喷涂业第二的位置。

喷涂粉末在整个热喷涂材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉，按不同的涂层硬度，分别应用于机械零部件的修理和防护，随着热喷涂，尤其是超音速火焰喷涂技术的应用范围不断扩大，针对不同工件和不同喷涂要求，人们需要多种多样的喷涂粉末。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种CBN-WC-10Co纳米涂层。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种CBN-WC-10Co纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为：CBN占20％-35％、WC占55％-68％、Co占3％-12％，所述各组分的最佳质量百分比为：CBN占28％、WC占64％、Co占8％。

所述CBN即立方氮化硼，是仅次于金刚石的第二硬材料，具有良好的物理、化学性能，弹性模量与金刚石接近，热稳定性比金刚石高，由CBN、WC和Co制成的CBN-WC-10Co纳米涂层的相对密度可达94.2％，弥散立方氮化硼颗粒与纳米涂层基体之间没有明显的间隙。

所述CBN-WC-10Co纳米涂层的抗弯强度为750MPa，WC的平均晶粒尺寸为400nm得到组织结构均匀、力学性能优良的CBN-WV-10Co纳米涂层，摩擦系数稳定性变好,CBN-WV-10Co纳米涂层涂层耐磨性好,摩擦系数小，硬度最高可达HRC74，密度可达11.6g/cm³,喷涂厚度可达1毫米。

所述CBN-WC-10Co纳米涂层可采用超音速火焰喷涂工艺在12CrNi3A渗碳模具钢基体上制备CBN-WC-10Co纳米涂层。

本发明的有益效果是：本发明所得的纳米材料优于传统涂层材料，具有硬度高、耐磨性好的特点，适用于超音速火焰喷涂，致密度可达0.82，适合多种钢材比如：2Cr13、4Cr13、9Cr18、4Cr5W2VSi、8Cr3等，还可喷涂一些对硬度要求比较高的工件或工具钢表面处理，以提高工件表面硬度和耐磨性，解决了现有碳化钨涂层耐磨性较差、耐腐蚀性较低的问题，改善了材料表面涂层的微观组织、结构，使涂层硬度提高了50％，使涂层弹性模量提高了8.5％-14.4％，从而整体提高材料表面的耐磨性能，对改善工件的综合力学性能有显著作用，与传统合金材料相比有很大进步。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

实施例一：

一种CBN-WC-10Co纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为：CBN占20％、WC占68％、Co占12％；

所述CBN-WC-10Co纳米涂层可采用超音速火焰喷涂工艺在12CrNi3A渗碳模具钢基体上制备CBN-WC-10Co纳米涂层；

CBN-WC-10Co纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1；

CBN-WC-10Co纳米涂层的工件与20Cr钢基体的摩擦磨损性能实验结果见表2。

实施例二：

一种CBN-WC-10Co纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为：CBN占28％、WC占64％、Co占8％；

所述CBN-WC-10Co纳米涂层可采用超音速火焰喷涂工艺在12CrNi3A渗碳模具钢基体上可制备CBN-WC-10Co纳米涂层；

CBN-WC-10Co纳米涂层的工件与20Cr钢基体的性能对比实验结果见表1；

CBN-WC-10Co纳米涂层的工件与20Cr钢基体的摩擦磨损性能实验结果见表3。

实施例三：

一种CBN-WC-10Co纳米涂层，其组分及各组分的质量百分数为：CBN占26％、WC占66％、Co占8％；